Óptica

Relé de duas lentes

A primeira lente forma imagem real invertida; a segunda reimagem. Duas inversões cancelam para imagem direita do sistema.

Relé de duas lentes — simulação interativa de Óptica. A primeira lente forma imagem real invertida; a segunda reimagem. Duas inversões cancelam para imagem direita do sistema. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.

Relé de dois lentes

A primeira lente forma uma imagem real invertida; a segunda a forma novamente. As duas inversões se cancelam e a imagem do sistema fica direita.

A lente objetiva forma uma imagem intermediária real; a ocular ou uma segunda lente a reforma para o observador. Duas inversões produzem uma imagem final direita — um relé padrão em microscópios e sistemas de projeção. O espaçamento deve posicionar a imagem intermediária em um ponto conjugado apropriado.

• Duas imagens reais
• M total = produto

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

Duas lentes convergentes idênticas são colocadas de modo que a imagem da primeira lente se torne o objeto da segunda lente. A ampliação geral do sistema simplesmente multiplica as ampliações individuais das duas lentes?

Previsões para pesar

• A ampliação do sistema é a soma das ampliações individuais.
• Sim – a ampliação do sistema é o produto da ampliação individual de cada lente: M = m₁ × m₂.
• A ampliação do sistema não pode ser prevista a partir das ampliações individuais das lentes.

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 o preset de relé composto e pressione Redefinir. Ambas as lentes têm f = 10 cm, separadas por 40 cm.
2. Ative as leituras de distância da imagem da primeira lente e de ampliação do sistema.
3. Defina a distância do objeto da lente 1 para cada tentativa e registre a distância da primeira imagem e a ampliação geral do sistema.

Equação governante

Ampliação do Sistema Composto — M = m₁·m₂·…

Para qualquer cadeia de elementos de imagem, a ampliação geral do sistema é o produto da ampliação de cada elemento individual: M = m₁ × m₂ × ... Cada elemento imagina qualquer objeto (real ou a imagem do elemento anterior) que realmente recebe.

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 = 10 cm), então a distância do objeto de L2 d_o2 = 40 - d_i1, então a distância da imagem de L2 d_i2 de 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Finalmente M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compare M com a tabela.
• Explique por que a imagem real de L1 se torna o OBJETO real de L2 — a segunda lente não se importa que seu “objeto” seja na verdade uma imagem formada pela primeira lente; apenas representa quaisquer raios de luz que o alcancem.

Onde isso aparece além do laboratório

• Quando o objeto fica no ponto 2f de L1 (d_o1 = 20 cm, então d_i1 = 20 cm também), a ampliação do sistema resulta exatamente em 1 - a imagem final tem o mesmo tamanho e orientação do objeto original, embora tenha passado por duas inversões separadas. Explique por que duas inversões (uma por lente) se cancelam para fornecer uma orientação final equivalente à vertical... ou não? Verifique seu signo.
• Sistemas de retransmissão de múltiplas lentes como esse são usados em endoscópios e periscópios para transportar uma imagem à distância sem perder tamanho ou clareza. Explique por que uma única lente de distância focal muito longa não poderia atingir o mesmo relé compacto.

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

1. Bem-vindo ao relé de dois lentes
2. Selecione a primeira lente
3. Pressione Reproduzir
4. Relé de dois lentes
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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Lente Delgada