Kétlencsés relé: képek láncba fűzése

1 · Jóslás

Két azonos gyűjtőlencsét úgy helyeznek el, hogy az első lencse képe a második lencse tárgya legyen. A rendszer teljes nagytítása egyszerűen megszorozza a két lencse egyedi nagytításait?

• A rendszernagytítás az egyedi nagytítások összege.
• Igen — a rendszernagytítás minden lencse egyedi nagytításának szorzata: M = m₁ × m₂.
• A rendszernagytítás nem jósolható meg az egyedi lencsenagytításokból.

2 · Előkészítés

1. Nyisd meg a compound-relay előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. Mindkét lencse f = 10 cm, 40 cm-re egymástól.
2. Engedélyezd az első lencse képtávolság- és rendszernagytítás-kijelzőit.
3. Állítsd be a tárgytávolságot az 1. lencsétől minden mérésnél, és rögzítsd az első képtávolságot és a teljes rendszernagytítást.

3 · Adatgyűjtés

Ábrázold az M rendszernagytítást (y-tengely) az L1 tárgytávolságával (x-tengely) szemben a három mérésedhez.

4 · Elemzés

1. Egy mérésnél számítsd ki az L1 d_i1 képtávolságát az 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 képlettel (f₁ = 10 cm), majd az L2 d_o2 = 40 − d_i1 tárgytávolságát, majd az L2 d_i2 képtávolságát az 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 képlettel (f₂ = 10 cm). Végül M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Hasonlítsd az M-et a táblázathoz.
2. Magyarázd meg, miért lesz az L1 valós képe az L2 valós TÁRGYA — a második lencse nem törődik vele, hogy a „tárgya” valójában az első lencse által alkotott kép; egyszerűen leképezi azokat a fénysugarakat, amelyek elérik.

5 · Kiterjesztés

1. Amikor a tárgy az L1 2f pontján ül (d_o1 = 20 cm, tehát d_i1 = 20 cm is), a rendszernagytítás pontosan 1 lesz — a végső kép ugyanakkora és állású, mint az eredeti tárgy, noha két külön átforduláson ment át. Magyarázd meg, miért semlegesítik egymást két átfordulás (lencsénként egy), hogy egyenes-egyenértékű végső állást adjanak… vagy mégsem? Ellenőrizd az előjelet.
2. Az ilyen többlencsés relérendszereket endoszkópokban és periszkópokban használják, hogy a képet távolságra szállítsák méret vagy tisztaság vesztése nélkül. Magyarázd meg, miért nem érhetné el ugyanazt a kompakt relét egyetlen, nagyon hosszú gyújtótávolságú lencse.

A fizika a kísérlet mögött

← Vissza a kísérlethez

138 ingyenes nyomtatható fizikai munkalap