Ottica

Relay a due lenti

La prima lente forma un'immagine reale capovolta; la seconda la re-immagina. Due inversioni si annullano: immagine di sistema dritta.

Relay a due lenti — simulazione interattiva (Ottica). La prima lente forma un'immagine reale capovolta; la seconda la re-immagina. Due inversioni si annullano: immagine di sistema dritta. Laboratorio virtuale di fisica gratuito nel browser con misure SI dal vivo e tutorial guidato.

Relay a due lenti

La prima lente forma un'immagine reale capovolta; la seconda la re-immagina. Due inversioni si annullano: immagine di sistema dritta.

L'obiettivo forma un'immagine intermedia reale; l'oculare la re-immagina per l'osservatore. Due inversioni danno immagine finale dritta — un relay standard in microscopi e sistemi di proiezione. La spaziatura deve porre l'immagine intermedia in un punto coniugato appropriato.

• Due immagini reali
• M totale = prodotto

Sintesi dell'indagine

Pianifica la domanda prima di aprire il laboratorio

La sintesi riprende la pagina pre-renderizzata: domanda guida, previsioni concorrenti, ruoli delle variabili, leggi dominanti, procedura, analisi ed estensioni restano visibili e in quest'ordine.

Domanda guida

Due lenti convergenti identiche poste in modo che l'immagine della prima diventi l'oggetto della seconda. L'ingrandimento di sistema moltiplica semplicemente i due?

Previsioni da valutare

• È la somma dei singoli.
• Sì — l'ingrandimento di sistema è il prodotto degli ingrandimenti individuali di ciascuna lente: M = m₁ × m₂.
• Non prevedibile dai singoli.

Ruoli delle variabili

Cosa imposti tu:

• Distanza oggetto da L1 (cm)

Cosa misuri:

• Distanza immagine di L1 (cm)
• Ingrandimento M

Come si svolge l'indagine

1. Apri il preset compound-relay e premi Reset. Entrambe le lenti hanno f = 10 cm, separate di 40 cm.
2. Attiva le letture di distanza immagine della prima e ingrandimento di sistema.
3. Imposta la distanza oggetto da L1 per ogni prova e registra distanza prima immagine e ingrandimento totale.

Equazione che governa

Ingrandimento di sistema composto — M = m₁·m₂·…

Per qualsiasi catena di elementi formanti immagine, l'ingrandimento di sistema complessivo è il prodotto degli ingrandimenti dei singoli elementi: M = m₁ × m₂ × … Ogni elemento forma immagine di qualunque oggetto (reale o l'immagine dell'elemento precedente) riceva effettivamente.

Cosa il foglio stampabile chiede di ricavare agli studenti

• Per una prova, calcola la distanza immagine di L1 d_i1 da 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), poi la distanza oggetto di L2 d_o2 = 40 − d_i1, poi la distanza immagine di L2 d_i2 da 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Infine M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Confronta M con la tabella.
• Spiega perché l'immagine reale di L1 diventa OGGETTO reale di L2: alla seconda lente non importa che il suo «oggetto» sia un'immagine — immagina i raggi che la raggiungono.

Dove si ritrova fuori dal laboratorio

• Quando l'oggetto siede nel punto 2f di L1 (d_o1 = 20 cm, quindi anche d_i1 = 20 cm), l'ingrandimento di sistema risulta esattamente 1 — l'immagine finale ha la stessa dimensione e orientazione dell'oggetto originale, pur essere passato attraverso due inversioni separate. Spiega perché due inversioni (una per lente) si annullano dando un'orientazione finale equivalente al dritto… oppure no? Controlla il tuo segno.
• Relay così si usano in endoscopi e periscopi per trasportare un'immagine senza perdere misura o nitidezza. Spiega perché una singola lente lunghissima non darebbe lo stesso relay compatto.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Benvenuto al relay
2. Seleziona la prima lente
3. Premi Play
4. Relay a due lenti
5. Apri il pannello Proprietà
6. Ce l'hai fatta!

Apri la simulazione interattiva per costruire la scena, premere Play ed esplorare con misure dal vivo e un tutorial guidato.

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Scarica foglio di laboratorio →

L'equazione della lente sottile