Kahden linnssin relaasi: kuvien ketjuttaminen yhteen

1 · Ennusta

Kaksi identtistä kokoavaa linssiä on sijoitettu niin, että ensimmäisen linnssin kuva tulee toisen linnssin objektiksi. Kerrotaanko järjestelmän kokonaissuurennus yksinkertaisesti kahden linnssin yksittäiset suurennukset?

• Järjestelmän suurennus on yksittäisten suurennusten summa.
• Kyllä – järjestelmän suurennus on kunkin linnssin yksittäisen suurennuksen tulo: M = m₁ × m₂.
• Järjestelmän suurennusta ei voi ennustaa yksittäisten linssien suurennuksista.

2 · Kokoa

1. Avaa kaksoislinssirelaasi -esiasetus ja paina Nollaa. Molemmilla linsseillä on f = 10 cm, erotettuna 40 cm:llä.
2. Ota käyttöön ensimmäisen linnssin kuvan etäisyyden ja järjestelmän suurennuksen lukemat.
3. Aseta objektietäisyys linssistä 1 jokaiselle suoritukselle ja kirjaa ensimmäisen kuvan etäisyys ja kokonaisjärjestelmän suurennus.

3 · Kerää data

Kuvaa järjestelmän suurennus M (y-akseli) L1:n objektietäisyyttä vasten (x-akseli) kolmelle suorituksellesi.

4 · Analysoi

1. Yhdelle suoritukselle laske L1:n kuvan etäisyys d_i1 kaavasta 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), sitten L2:n objektietäisyys d_o2 = 40 − d_i1, sitten L2:n kuvan etäisyys d_i2 kaavasta 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Lopuksi M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Vertaa M:ää taulukkoon.
2. Selitä, miksi L1:n todellinen kuva muuttuu L2:n todelliseksi OBJEKTiksi – toinen linssi ei välitä siitä, että sen ”objekti” on oikeastaan ensimmäisen linnssin muodostama kuva; se kuvaa vain mitkä tahansa siihen saapuvat valonsäteet.

5 · Laajenna

1. Kun objekti istuu L1:n 2f-pisteessä (d_o1 = 20 cm, joten d_i1 = 20 cm myös), järjestelmän suurennukseksi tulee täsmälleen 1 – lopullinen kuva on samankokoinen ja -suuntainen kuin alkuperäinen objekti, vaikka se kulki kahden erillisen kääntymisen läpi. Selitä, miksi kaksi kääntymistä (yksi per linssi) kumoavat toisensa antaen pystyssä olevan ekvivalentin loppusuunnan… vai kumoavatko ne? Tarkista etumerkkisi.
2. Monilinssirelaasijärjestelmiä, kuten tätä, käytetään endoskoopeissa ja periskooveissa kuvan kuljettamiseen etäisyyden yli menettämättä kokoa tai selkeyttä. Selitä, miksi yksi hyvin pitkäpolttovälinen linssi ei voisi saavuttaa samaa kompaktia relaasia.

Tämän kokeen fysiikka

← Takaisin kokeeseen

138 ilmaista tulostettavaa fysiikan työarkkia