En linse som forstørrelsesglass
1 · Prediker
Et objekt ligger nærmere en samlende linse enn dens brennvidde. Danner linsen fortsatt et reelt bilde, eller noe annet?
- Den danner fortsatt et reelt bilde, bare lenger borte.
- Den danner et forstørret, oppreist virtuelt bilde på samme side som objektet — et forstørrelsesglass.
- Ingen bilde formes i det hele tatt innenfor brennvidden.
2 · Oppsett
- Åpne forstørrelsesglass-forhåndsinnstillingen og trykk Nullstill. Linsens brennvidde er fast ved 10 cm.
- Aktiver bildeavstands- og forstørrelsesavlesningene.
- Sett objektavstanden for hvert forsøk (alltid mindre enn brennvidden) og registrer bildeavstanden og forstørrelsen.
3 · Samle inn data
| Objektavstand d_o (cm) | Bildeavstand d_i (cm) | Forstørrelse m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Plott forstørrelse m (y-akse) mot objektavstand d_o (x-akse) for dine tre forsøk. Vokser m etter hvert som d_o krymper mot null?
4 · Analyser
- For ett forsøk, beregn d_i fra 1/f = 1/d_o + 1/d_i med f = 10 cm, deretter m = −d_i/d_o. Sammenlign begge med tabellen.
- Hvert forsøk gir negativ d_i og positiv m større enn 1. Forklar hva en negativ bildeavstand betyr (virtuelt bilde, samme side som objektet), og hvorfor m er positiv her i stedet for negativ.
5 · Utvid
- Dataene dine viser at å flytte objektet nærmere linsen (mindre d_o, alltid under f) øker forstørrelsen. Forklar hvorfor et forstørrelsesglass holdt svært nær et lite objekt viser det større enn å holde det lenger borte (men fortsatt innenfor f).
- Hva ville skje med bildet (og forstørrelsen) hvis objektet ble plassert nøyaktig ved brennvidden, d_o = f? Sammenlign med brennpunkt-eksperimentets resultat.
Fysikken bak dette eksperimentet
Virtuell bildeforstørrelse
Når et objekt ligger innenfor en samlende linses brennvidde, blir bildeavstanden d_i negativ (virtuell, samme side som objektet), og forstørrelsen m = −d_i/d_o blir positiv og større enn 1 — et oppreist, forstørret bilde, grunnlaget for et forstørrelsesglass.
Optikk
- Samlende linse: reelle bilder forbi 2f
- Brennpunktet: der bilder flykter til det uendelige
- En spredende linse: alltid virtuell, alltid redusert
- Et konkavt speil: reelle bilder som en samlende linse
- Et konveks speil: alltid et redusert virtuelt bilde
- Planspeilet: et spesialtilfelle, invariant
- Tilsynelatende dybde: hvorfor et basseng ser grunnere ut enn det er
- Total indre refleksjon: grensevinkelen
- Et tolinse-relé: å kjede bilder sammen
- Det sammensatte mikroskopet: to linser for høy forstørrelse
- En fotoforstørrer: to linser for et reelt, større bilde
- Et prisme bøyer lys: avbøyningsvinkelen