Gyűjtőlencse: valós képek 2f-en túl
1 · Jóslás
Egy tárgy a gyűjtőlencse gyújtótávolságán túl ül. Ahogy messzebb viszed a lencsétől, a másik oldalon keletkező valós kép közelebb kerül a lencséhez, vagy távolabb?
- Közelebb a lencséhez — a távolabbi tárgy képe a gyújtópont közelébe esik.
- Távolabb a lencsétől.
- A képtávolság nem függ a tárgytávolságtól.
2 · Előkészítés
- Nyisd meg a converging-real előbeállítást, és nyomd meg a Visszaállítást. A lencse gyújtótávolsága 10 cm-re rögzített.
- Engedélyezd a képtávolság- és nagytítás-kijelzőket.
- Állítsd be a tárgytávolságot minden mérésnél, és rögzítsd a képtávolságot és a nagytítást.
3 · Adatgyűjtés
| Tárgytávolság d_o (cm) | Képtávolság d_i (cm) | Nagyítás m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Ábrázold az 1/d_i-t (y-tengely) az 1/d_o-val (x-tengely) szemben a három mérésedhez. Egyenes-e a vonal?
4 · Elemzés
- Egy mérésnél számítsd ki a d_i-t az 1/f = 1/d_o + 1/d_i f = 10 cm használatával, majd m = −d_i/d_o. Hasonlítsd mindkettőt a táblázathoz.
- Magyarázd meg a vékonylencse-egyenlettel, miért zsugorítja a tárgy lencsétől való eltávolítása (d_o növelése) a képtávolságot a gyújtótávolság felé.
5 · Kiterjesztés
- Minden mérés negatív nagytítást ad. Magyarázd meg, mit jelent fizikailag a negatív m a kép tárgyhoz képesti állására.
- A fényképezőgép lencseje valós képet alkot a szenzoron minden, a gyújtótávolságon túli tárgyról. Magyarázd meg az adataiddal, miért esik a kép mindig nagyon közel a gyújtósíkhoz, amikor nagyon távoli dolgot (d_o ≫ f) fényképezel.
A fizika a kísérlet mögött
Vékonylencse-képlet
Vékony lencsénél a tárgytávolság, képtávolság és gyújtótávolság az 1/f = 1/d_o + 1/d_i kapcsolattal függ össze. Ez az egyetlen egyenlet lefedi a gyűjtő- és szórólencséket is, előjeles távolságokkal.
Lineáris nagyítás
A kép mérete a tárgyhoz képest m = −d_i/d_o. A negatív m fordított állású képet jelent; |m| > 1 a kép nagyított.
Optika
- A gyújtópont: ahová a képek a végtelenbe menekülnek
- Lencse mint nagyító
- Szórólencse: mindig látszólagos, mindig kicsinyített
- Homorú tükör: valós képek, mint a gyűjtőlencsénél
- Domború tükör: mindig kicsinyített látszólagos kép
- A síktükör: különleges, invariáns eset
- Látszólagos mélység: miért tűnik sekélyebbnek egy medence, mint amilyen
- Teljes visszaverődés: a határszög
- Kétlencsés relé: képek láncba fűzése
- Az összetett mikroszkóp: két lencse nagy nagytításhoz
- Fotónagyító: két lencse valós, nagyobb képhez
- A prizma eltéríti a fényt: az elterítés szöge