Fotografski povećavač: dvije leće za stvarnu, veću sliku
1 · Predviđanje
Za razliku od tipično nestvarne konačne slike složenog mikroskopa, fotografskom povećavaču treba projicirati STVARNU, povećanu sliku na fotopapir. Mogu li dvije sabirne leće u nizu ipak proizvesti stvarnu (ne nestvarnu) konačnu sliku?
- Ne — ulančavanje dviju leća uvijek daje nestvarnu konačnu sliku.
- Ovisi samo o udaljenosti objekta, ne o rasporedu leća.
- Da — s pravim razmakom i žarišnim duljinama, konačna slika lanca od dvije leće slijeće kao stvarna, spremna za projiciranje na površinu.
2 · Postava
- Otvori postav compound-enlarger i pritisni Resetiraj. L1 ima f = 8 cm; L2 ima f = 12 cm, razdvojene 34 cm.
- Omogući očitanja udaljenosti slike L1 i povećanja sustava.
- Postavi udaljenost objekta od L1 za svaki pokušaj i zabilježi udaljenost slike L1 i ukupno povećanje sustava.
3 · Prikupljanje podataka
| Udaljenost objekta od L1 (cm) | Udaljenost slike L1 (cm) | Povećanje sustava M |
|---|---|---|
| 12.00 | ||
| 16.00 | ||
| 20.00 |
Nacrtaj povećanje sustava M (y-os) naspram udaljenosti objekta od L1 (x-os) za svoja tri pokušaja.
4 · Analiza
- Za jedan pokušaj izračunaj udaljenost slike L1 d_i1 iz 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), zatim udaljenost objekta L2 d_o2 = 34 − d_i1, zatim njezinu udaljenost slike d_i2 iz 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Konačno M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Usporedi M s tablicom.
- Zadana udaljenost objekta ovog postava (16 cm, točka 2f leće L1) daje M = 2 sa STVARNOM konačnom slikom. Objasni zašto je provjera predznaka d_i2 (pozitivan = stvarna) važna za to može li ovaj sustav stvarno projicirati na fotopapir.
5 · Proširenje
- Da bi povećavač radio, njegova konačna slika mora sletjeti na pozitivnoj (stvarnoj) udaljenosti iza L2, na točnoj visini gdje sjedi fotopapir. Objasni zašto dizajn povećavača mora pažljivo kontrolirati i žarišne duljine i razmak objeju leća da to jamči.
- Usporedi zadani M = 2 ovog pokusa (stvarna konačna slika) s M = 1 pokusa compound-relay i M = 4 pokusa compound-microscope (tipično gledano kao nestvarna kroz okular). Objasni zašto ISTA matematika lanca dviju leća (umnožak povećanja) može dati tako različite praktične ishode ovisno o odabranim žarišnim duljinama i razmaku.
Fizika iza ovog pokusa
Povećanje dvostupanjskog povećavača
Kao i svaki složeni lanac leća, povećanje sustava povećavača umnožak je pojedinačnih povećanja njegovih dviju leća: M = m₁ × m₂. Pažljiv odabir žarišnih duljina i razmaka osigurava da konačna slika slijeće stvarna (ne nestvarna), spremna za projiciranje.
Optika
- Sabirna leća: stvarne slike izvan 2f
- Žarište: kamo slike bježe u beskonačnost
- Leća kao povećalo
- Rasipna leća: uvijek nestvarna, uvijek umanjena
- Udubljeno zrcalo: stvarne slike poput sabirne leće
- Ispupčeno zrcalo: uvijek umanjena nestvarna slika
- Ravno zrcalo: poseban, nepromjenjiv slučaj
- Prividna dubina: zašto bazen izgleda pliće nego što jest
- Totalna refleksija: granični kut
- Prijenos s dvije leće: ulančavanje slika
- Složeni mikroskop: dvije leće za veliko povećanje
- Prizma savija svjetlost: kut otklona