Un releu cu două lentile: înlănțuirea imaginilor

1 · Prezice

Două lentile convergente identice sunt plasate astfel încât imaginea primei lentile să devină obiectul celei de-a doua. Se înmulțește pur și simplu mărirea totală a sistemului din măririle individuale ale celor două lentile?

• Mărirea sistemului este suma măririlor individuale.
• Da — mărirea sistemului este produsul măririi individuale ale fiecărei lentile: M = m₁ × m₂.
• Mărirea sistemului nu poate fi prezisă din măririle lentilelor individuale.

2 · Montaj

1. Deschide presetarea compound-relay și apasă Resetează. Ambele lentile au f = 10 cm, separateate de 40 cm.
2. Activează citirile distanței imaginii primei lentile și măririi sistemului.
3. Setează distanța obiectului față de lentila 1 pentru fiecare încercare și înregistrează distanța primei imagini și mărirea totală a sistemului.

3 · Colectează date

Plotează mărirea sistemului M (axa y) în funcție de distanța obiectului L1 (axa x) pentru cele trei încercări.

4 · Analizează

1. Pentru o încercare, calculează distanța imaginii L1, d_i1, din 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), apoi distanța obiectului L2, d_o2 = 40 − d_i1, apoi distanța imaginii L2, d_i2, din 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). În final M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Compară M cu tabelul.
2. Explică de ce imaginea reală a L1 devine OBIECTUL real al L2 — a doua lentilă nu știe că „obiectul” ei este de fapt o imagine formată de prima lentilă; ea imaginează pur și simplu orice raze de lumină ajung la ea.

5 · Extinde

1. Când obiectul stă în punctul 2f al L1 (d_o1 = 20 cm, deci d_i1 = 20 cm și el), mărirea sistemului iese exact 1 — imaginea finală are aceeași mărime și orientare ca obiectul original, deși a trecut prin două răsturnări separate. Explică de ce două răsturnări (una per lentilă) se anulează, dând o orientare finală echivalentă dreaptă... sau o fac? Verifică semnul.
2. Sisteme releu cu mai multe lentile ca acesta sunt folosite în endoscoape și periscoape pentru a transporta o imagine pe o distanță fără a pierde mărime sau claritate. Explică de ce o singură lentilă cu distanță focală foarte lungă nu ar putea achieve același releu compact.

Fizica din spatele acestui experiment

← Înapoi la experiment

138 de fișe de laborator de fizică tipăribile gratuit