Relai Dua Lensa: Menyatukan Gambar
1 · Memprediksi
Dua lensa konvergen identik ditempatkan sehingga bayangan lensa pertama menjadi benda lensa kedua. Apakah perbesaran sistem secara keseluruhan hanya mengalikan perbesaran masing-masing kedua lensa?
- Perbesaran sistem adalah jumlah perbesaran individu.
- Ya — perbesaran sistem adalah hasil kali perbesaran masing-masing lensa: M = m₁ × m₂.
- Pembesaran sistem tidak dapat diprediksi dari perbesaran lensa individual.
2 · Pengaturan
- Buka preset relai majemuk dan tekan Reset. Kedua lensa mempunyai f = 10 cm, jaraknya 40 cm.
- Aktifkan pembacaan jarak gambar dan pembesaran sistem lensa pertama.
- Atur jarak objek dari lensa 1 untuk setiap percobaan dan catat jarak gambar pertama dan perbesaran sistem secara keseluruhan.
3 · Kumpulkan Data
| Jarak benda dari L1 (cm) | jarak bayangan L1 (cm) | Pembesaran sistem M |
|---|---|---|
| 14.00 | ||
| 20.00 | ||
| 26.00 |
Plot perbesaran sistem M (sumbu y) terhadap jarak benda L1 (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda.
4 · Analisis
- Untuk sekali percobaan, hitung jarak bayangan L1 d_i1 dari 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), lalu jarak benda L2 d_o2 = 40 − d_i1, lalu jarak bayangan L2 d_i2 dari 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Akhirnya M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Bandingkan M dengan tabel.
- Jelaskan mengapa bayangan nyata L1 menjadi OBJEK nyata L2 — lensa kedua tidak peduli bahwa 'benda'nya sebenarnya adalah bayangan yang dibentuk oleh lensa pertama; itu hanya membayangkan sinar cahaya apa pun yang mencapainya.
5 · Perluas
- Ketika benda berada pada titik 2f L1 (d_o1 = 20 cm, jadi d_i1 = 20 cm juga), perbesaran sistem yang dihasilkan tepat 1 — bayangan akhir memiliki ukuran dan orientasi yang sama dengan benda aslinya, meskipun melewati dua inversi terpisah. Jelaskan mengapa dua inversi (satu per lensa) saling membatalkan untuk memberikan orientasi akhir yang setara dengan tegak... atau benarkah? Periksa tanda Anda.
- Sistem relai multi-lensa seperti ini digunakan dalam endoskopi dan periskop untuk memindahkan gambar dari jarak jauh tanpa kehilangan ukuran atau kejelasan. Jelaskan mengapa satu lensa dengan jarak fokus yang sangat panjang tidak dapat mencapai relai kompak yang sama.
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Pembesaran Sistem Majemuk
Untuk rangkaian elemen pencitraan apa pun, perbesaran sistem keseluruhan adalah hasil kali perbesaran setiap elemen: M = m₁ × m₂ × ... Setiap elemen menggambarkan objek apa pun (gambar nyata atau gambar elemen sebelumnya) yang sebenarnya diterimanya.