Soczewka jako lupa
1 · Prognoza
Obiekt leży bliżej soczewki skupiającej niż jej ogniskowa. Czy soczewka nadal tworzy obraz rzeczywisty, czy coś innego?
- Nadal tworzy obraz rzeczywisty, tylko dalej.
- Tworzy powiększony, prosty obraz pozorny po tej samej stronie co obiekt — lupa.
- Wewnątrz ogniskowej nie powstaje żaden obraz.
2 · Przygotowanie
- Otwórz preset magnifier i naciśnij Reset. Ogniskowa soczewki jest stała 10 cm.
- Włącz odczyty odległości obrazu i powiększenia.
- Ustaw odległość obiektu dla każdej próby (zawsze mniejszą niż ogniskowa) i zapisz odległość obrazu i powiększenie.
3 · Zbieranie danych
| Odległość obiektu d_o (cm) | Odległość obrazu d_i (cm) | Powiększenie m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Narysuj powiększenie m (oś y) względem odległości obiektu d_o (oś x) dla trzech prób. Czy m rośnie, gdy d_o maleje ku zeru?
4 · Analiza
- Dla jednej próby oblicz d_i z 1/f = 1/d_o + 1/d_i przy f = 10 cm, a potem m = −d_i/d_o. Porównaj obie wartości z tabelą.
- Każda próba daje ujemne d_i i dodatnie m większe od 1. Wyjaśnij, co znaczy ujemna odległość obrazu (obraz pozorny, ta sama strona co obiekt) i dlaczego m jest tu dodatnie, a nie ujemne.
5 · Rozszerzenie
- Twoje dane pokazują, że zbliżanie obiektu do soczewki (mniejsze d_o, zawsze pod f) zwiększa powiększenie. Wyjaśnij, dlaczego lupa przystawiona bardzo blisko małego obiektu pokazuje go większego niż trzymana dalej (ale wciąż wewnątrz f).
- Co stałoby się z obrazem (i powiększeniem), gdyby przedmiot umieszczono dokładnie w ogniskowej, d_o = f? Porównaj z wynikiem eksperymentu focal-point.
Fizyka tego eksperymentu
Powiększenie obrazu pozornego
Gdy przedmiot stoi wewnątrz ogniskowej soczewki skupiającej, odległość obrazu d_i wychodzi ujemna (wirtualna, po tej samej stronie co przedmiot), a powiększenie m = −d_i/d_o wychodzi dodatnie i większe od 1 — obraz prosty i powiększony, podstawa lupy.