Optika

Divu lēcu palielinātājs

Divas savācējlēcas pēc kārtas projicē palielinātu reālu tēlu — kopējais palielinājums ir pakāpju reizinājums.

Divu lēcu palielinātājs — interaktīva Optika simulācija. Divas savācējlēcas pēc kārtas projicē palielinātu reālu tēlu — kopējais palielinājums ir pakāpju reizinājums. Bezmaksas virtuālā fizikas laboratorija pārlūkā ar dzīviem SI mērījumiem un vadītu pamācību.

Divu lēcu palielinātājs

Divas savācējlēcas pēc kārtas projicē palielinātu reālu tēlu — kopējais palielinājums ir pakāpju reizinājums.

Līdzīga savācējlēcu stāvēšana, bet izkārtota, lai projicētu palielinātu reālu tēlu uz ekrāna vai filmas. Katra pakāpe dod palielinājumu, kas reizinās pāri virknei — izmantots fotopalielinātājos un dažās projekcijas sistēmās.

• Reāls palielināts tēls
• M = pakāpju reizinājums

Izpētes kopsavilkums

Izplāno jautājumu, pirms atver laboratoriju

Īss apraksts atspoguļo iepriekšrenderēto lapu: virzošais jautājums, konkurējošās prognozes, mainīgo lielumu lomas, noteicošie likumi, iestatījums, analīze un paplašinājuma jautājumi paliek redzami un šajā secībā.

Virzošais jautājums

Atšķirībā no saliktā mikroskopa parasti virtulālā galīgā tēla, fotopalielinātājam jāprojicē REĀLS, palielināts tēls uz fotopapīra. Vai divas savācējlēcas secībā tomēr var radīt reālu (nevis virtulālu) galīgo tēlu?

Prognozes, ko svērt

• Nē — divu lēcu ķēdēšana vienmēr rada virtulālu galīgo tēlu.
• Tas atkarīgs tikai no priekšmeta attāluma, nevis lēcu izkārtojuma.
• Jā — ar pareizo atstatumu un fokusa attālumiem divu lēcu ķēdes galīgais tēls nolaižas kā reāls, gatavs projicēšanai uz virsmas.

Lielumu lomas

Ko tu iestati:

• Priekšmeta attālums no L1 (cm)

Ko tu mēri:

• L1 tēla attālums (cm)
• Sistēmas palielinājums M

Kā izpēte norit

1. Atver saliktā palielinātāja eksperimentu un nospied Atiestatīt. L1 ir f = 8 cm; L2 ir f = 12 cm, atstatumā 34 cm.
2. Ieslēdz L1 tēla attāluma un sistēmas palielinājuma rādījumus.
3. Iestati priekšmeta attālumu no L1 katram mēģinājumam un ieraksti L1 tēla attālumu un kopējo sistēmas palielinājumu.

Noteicošais vienādojums

Divpakāpju palielinātāja palielinājums — M = m₁·m₂·…

Kā jebkura salikta lēcu ķēde, palielinātāja sistēmas palielinājums ir tā divu lēcu atsevišķo palielinājumu reizinājums: M = m₁ × m₂. Rūpīga fokusa attālumu un atstatuma izvēle nodrošina, ka galīgais tēls nolaižas reāls (nevis virtulāls), gatavs projicēšanai.

Ko drukājamā darba lapa liek skolēniem izrēķināt

• Vienam mēģinājumam izrēķini L1 tēla attālumu d_i1 no 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), tad L2 priekšmeta attālumu d_o2 = 34 − d_i1, tad tā tēla attālumu d_i2 no 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Beigās M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Salīdzini M ar tabulu.
• Šī eksperimenta noklusējuma priekšmeta attālums (16 cm, L1 2f punkts) dod M = 2 ar REĀLU galīgo tēlu. Izskaidro, kāpēc d_i2 zīmes pārbaude (pozitīvs = reāls) svarīga tam, vai šī sistēma patiesi varētu projicēt uz fotopapīru.

Kur tas parādās ārpus laboratorijas

• Lai palielinātājs darbotos, tā galīgajam tēlam jānolaižas pozitīvā (reālā) attālumā aiz L2, precīzi tajā augstumā, kur sēž fotopapīrs. Izskaidro, kāpēc palielinātāja dizainam rūpīgi jāvada abas lēcu fokusa attālumi un atstatums, lai to garantētu.
• Salīdzini šī eksperimenta noklusējuma M = 2 (reāls galīgais tēls) ar saliktā releja M = 1 un saliktā mikroskopa M = 4 (parasti skatīts kā virtulāls cauri okulāram). Izskaidro, kāpēc TĀ PAT divu lēcu ķēdes matemātika (palielinājumu reizinājums) var radīt tik atšķirīgus praktiskus iznākumus atkarībā no izvēlētajiem fokusa attālumiem un atstatuma.

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

1. Sveicināts saliktā palielinātāja eksperimentā
2. Atlasīts priekšmetu
3. Nospied „Atskaņot”
4. Palielināts starptēls
5. Atver Īpašību paneli
6. Tev izdevās!

Atver interaktīvo simulāciju, lai uzbūvētu ainu, spiestu „Atskaņot“ un izpētītu to ar dzīviem mērījumiem un vadītu pamācību.

Atvērt interaktīvo laboratoriju →

Lejupielādēt darba lapu →

Plānās lēcas vienādojums