Et tolinse-relé: å kjede bilder sammen

1 · Prediker

To identiske samlende linser plasseres slik at den første linsens bilde blir den andre linsens objekt. Multipliserer systemets totalforstørrelse enkelt og greit de to linsenes individuelle forstørrelser?

• Systemforstørrelsen er summen av de individuelle forstørrelsene.
• Ja — systemforstørrelsen er produktet av hver linses individuelle forstørrelse: M = m₁ × m₂.
• Systemforstørrelsen kan ikke forutsies fra de individuelle linseforstørrelsene.

2 · Oppsett

1. Åpne sammensatt-relé-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Begge linsene har f = 10 cm, adskilt med 40 cm.
2. Aktiver første-linse bildeavstands- og systemforstørrelse-avlesningene.
3. Sett objektavstanden fra linse 1 for hvert forsøk og registrer den første bildeavstanden og total systemforstørrelse.

3 · Samle inn data

Plott systemforstørrelse M (y-akse) mot L1s objektavstand (x-akse) for dine tre forsøk.

4 · Analyser

1. For ett forsøk, beregn L1s bildeavstand d_i1 fra 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), deretter L2s objektavstand d_o2 = 40 − d_i1, deretter L2s bildeavstand d_i2 fra 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Til slutt M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Sammenlign M med tabellen.
2. Forklar hvorfor L1s reelle bilde blir L2s reelle OBJEKT — den andre linsen bryr seg ikke om at «objektet» dens faktisk er et bilde dannet av den første linsen; den avbilder bare de lysstrålene som når den.

5 · Utvid

1. Når objektet ligger ved L1s 2f-punkt (d_o1 = 20 cm, så d_i1 = 20 cm også), blir systemforstørrelsen nøyaktig 1 — slutt bildet er samme størrelse og orientering som det opprinnelige objektet, selv om det passerte gjennom to separate vendinger. Forklar hvorfor to vendinger (én per linse) opphever hverandre til å gi en oppreist-ekvivalent slutt orientering... eller gjør de det? Sjekk fortegnet ditt.
2. Flerlinse-relésystemer som dette brukes i endoskoper og periskoper for å transportere et bilde over en avstand uten å tape størrelse eller klarhet. Forklar hvorfor en enkelt linse med svært lang brennvidde ikke kunne oppnå det samme kompakte reléet.

Fysikken bak dette eksperimentet

← Tilbake til eksperimentet

138 gratis, utskrivbare fysikk-arbeidsark