Óptica

Ampliador de duas lentes

Duas lentes convergentes em série projetam imagem real ampliada — ampliação total é o produto das etapas.

Ampliador de duas lentes — simulação interativa de Óptica. Duas lentes convergentes em série projetam imagem real ampliada — ampliação total é o produto das etapas. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Ampliador de dois lentes

Duas lentes convergentes em série projetam uma imagem real ampliada: a ampliação total é o produto das etapas.

Um empilhamento semelhante de lentes convergentes, mas organizado para projetar uma imagem real ampliada em uma tela ou filme. Cada estágio contribui com uma ampliação multiplicada ao longo da cadeia — usado em ampliadores fotográficos e alguns sistemas de projeção.

• Imagem real ampliada
• M = produto dos dois estágios

Resumo da investigação

Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório

O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.

Pergunta de direção

Ao contrário da imagem final tipicamente virtual de um microscópio composto, um ampliador fotográfico precisa projetar uma imagem REAL ampliada em papel fotográfico. Duas lentes convergentes em sequência ainda podem produzir uma imagem final real (não virtual)?

Previsões para pesar

• Não – encadear duas lentes sempre produz uma imagem final virtual.
• Depende apenas da distância do objeto, não da disposição das lentes.
• Sim – com o espaçamento e distâncias focais corretos, a imagem final da cadeia de duas lentes parece real, pronta para ser projetada em uma superfície.

Papéis variáveis

O que você definiu:

• Distância do objeto de L1 (cm)

O que você mede:

• Distância da imagem de L1 (cm)
• Ampliação do sistema M

Como funciona a investigação

1. Abra a predefinição do ampliador composto e pressione Redefinir. L1 tem f = 8 cm; L2 tem f = 12 cm, separado por 34 cm.
2. Habilite as leituras de distância da imagem e ampliação do sistema de L1.
3. Defina a distância do objeto de L1 para cada tentativa e registre a distância da imagem de L1 e a ampliação geral do sistema.

Equação governante

Ampliação ampliada em dois estágios — M = m₁·m₂·…

Como qualquer cadeia de lentes compostas, a ampliação do sistema do ampliador é o produto das ampliações individuais de suas duas lentes: M = m₁ × m₂. A escolha cuidadosa das distâncias focais e do espaçamento garante que a imagem final seja real (não virtual), pronta para ser projetada.

O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam

• Para uma tentativa, calcule a distância da imagem d_i1 de L1 de 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), então a distância do objeto de L2 d_o2 = 34 − d_i1, então sua distância de imagem d_i2 de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Finalmente M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compare M com a tabela.
• A distância padrão do objeto desta predefinição (16 cm, ponto 2f de L1) fornece M = 2 com uma imagem final REAL. Explique por que a verificação do sinal de d_i2 (positivo = real) é importante para saber se este sistema poderia realmente projetar em papel fotográfico.

Onde isso aparece além do laboratório

• Para que um ampliador funcione, sua imagem final deve ficar a uma distância positiva (real) além de L2, na altura exata onde fica o papel fotográfico. Explique por que o design de um ampliador deve controlar cuidadosamente as distâncias focais e o espaçamento de ambas as lentes para garantir isso.
• Compare o padrão M = 2 deste experimento (imagem final real) com M = 1 do relé composto e M = 4 do microscópio composto (normalmente visto como virtual através de uma ocular). Explique por que a MESMA matemática de cadeia de duas lentes (produto de ampliações) pode produzir resultados práticos tão diferentes dependendo das distâncias focais específicas e do espaçamento escolhido.

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

1. Bem-vindo ao ampliador composto
2. Selecione o objeto
3. Pressione Reproduzir
4. Imagem intermediária ampliada
5. Abra o Inspetor
6. Você conseguiu!

Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.

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Baixe a planilha do laboratório →

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