Оптика

Фотоувеличитель (две линзы)

Две собирающие линзы последовательно проецируют увеличенное действительное изображение — общее увеличение равно произведению ступеней.

Фотоувеличитель (две линзы) — интерактивная симуляция (Оптика). Две собирающие линзы последовательно проецируют увеличенное действительное изображение — общее увеличение равно произведению ступеней. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Двухлинзовый увеличитель

Две собирающие линзы последовательно проецируют увеличенное действительное изображение — общее увеличение равно произведению ступеней.

Похожая стопка собирающих линз, но устроенная для проекции увеличенного действительного изображения на экран или плёнку. Каждая ступень вносит увеличение, перемножающееся по тракту — используется в фотоувеличителях и некоторых проекционных системах.

• Действительное увеличенное изображение
• M = произведение этапов

Краткое описание исследования

Спланируйте вопрос до открытия лаборатории

Краткое описание повторяет предрендеренную страницу: движущий вопрос, конкурирующие прогнозы, роли переменных, определяющие законы, ход работы, анализ и задания для развития остаются видимыми и в этом порядке.

Движущий вопрос

...фотоувеличитель должен проецировать ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ увеличенное изображение на фотобумагу...

«Прогнозы для сравнения»

• Нет — цепочка двух линз всегда даёт мнимое итоговое изображение.
• Зависит только от расстояния до предмета, не от расположения линз.
• Да — при правильных расстоянии и фокусах итоговое изображение двухлинзовой цепочки попадает действительным, готовым к проекции на поверхность.

Роли переменных

Что вы задали:

• Расстояние до предмета от L1 (cm)

Что вы измеряете:

• Расстояние до изображения L1 (cm)
• Увеличение системы M

Как идёт исследование

1. Откройте пресет compound-enlarger и нажмите «Сброс». У L1 f = 8 см; у L2 f = 12 см; расстояние между ними 34 см.
2. Включите показания расстояния до изображения L1 и увеличения системы.
3. Задайте расстояние до предмета от L1 для каждой пробы и запишите расстояние до изображения L1 и общее увеличение системы.

Определяющее уравнение

Двухступенчатое увеличение увеличителя — M = m₁·m₂·…

Как и у любой составной линзовой цепи, системное увеличение фотоувеличителя равно произведению увеличений его двух линз: M = m₁ × m₂. Тщательный подбор фокусных расстояний и зазора гарантирует, что конечное изображение получится действительным (не мнимым) и готовым к проецированию.

Что печатный рабочий лист предлагает учащимся вывести

• Для одной пробы вычислите расстояние до изображения L1 d_i1 из 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 см), затем расстояние до предмета L2 d_o2 = 34 − d_i1, затем его расстояние до изображения d_i2 из 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 см). Наконец M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравните M с таблицей.
• Расстояние до предмета по умолчанию в этом пресете (16 см, точка 2f линзы L1) даёт M = 2 с ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫМ конечным изображением. Объясните, почему проверка знака d_i2 (положительный = действительное) важна для вопроса, сможет ли эта система реально проецировать на фотобумагу.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Чтобы увеличитель работал, его итоговое изображение должно попадать на положительном (действительном) расстоянии за L2, на той самой высоте, где лежит фотобумага. Объясните, почему конструкция увеличителя должна тщательно управлять и фокусами обеих линз, и расстоянием между ними, чтобы это гарантировать.
• Сравните M = 2 по умолчанию в этом эксперименте (действительное конечное изображение) с M = 1 у compound-relay и M = 4 у compound-microscope (обычно рассматривается как мнимое через окуляр). Объясните, почему ОДНА И ТА ЖЕ математика двухлинзовой цепи (произведение увеличений) даёт столь разные практические результаты в зависимости от выбранных фокусных расстояний и промежутков.

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

1. Добро пожаловать к увеличителю
2. Выберите предмет
3. Нажмите Play
4. Увеличенное промежуточное изображение
5. Откройте панель свойств
6. Готово!

Откройте интерактивную симуляцию, чтобы собрать сцену, нажать Play и исследовать с живыми измерениями и сопровождаемым туром.

Открыть интерактивную лабораторию →

Скачать рабочий лист →

Формула тонкой линзы