Оптика

Две линзы (оборачивающая система)

Первая линза даёт действительное перевёрнутое изображение; вторая переносит его дальше. Два переворота дают прямое итоговое изображение системы.

Две линзы (оборачивающая система) — интерактивная симуляция (Оптика). Первая линза даёт действительное перевёрнутое изображение; вторая переносит его дальше. Два переворота дают прямое итоговое изображение системы. Бесплатная виртуальная физическая лаборатория в браузере с живыми измерениями в СИ и сопровождаемым туром.

Двухлинзовая передача

Первая линза даёт действительное перевёрнутое изображение; вторая переносит его дальше. Два переворота дают прямое итоговое изображение системы.

Объектив формирует действительное промежуточное изображение; окуляр или вторая линза переизображает его для наблюдателя. Два переворота дают прямое итоговое изображение — стандартная передача в микроскопах и проекционных системах. Расстояние должно ставить промежуточное изображение в подходящую сопряжённую точку.

• Два действительных изображения
• Общее M = произведение

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

Две одинаковые собирающие линзы поставлены так, что изображение первой линзы становится предметом второй. Равно ли общее увеличение системы просто произведению увеличений двух линз?

Прогнозы для взвешивания

• Увеличение системы равно сумме отдельных увеличений.
• Да — системное увеличение равно произведению увеличений каждой линзы: M = m₁ × m₂.
• Увеличение системы непредсказуемо из увеличений отдельных линз.

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-relay и нажмите «Сброс». У обеих линз f = 10 см; расстояние между ними 40 см.
2. Включите показания расстояния до изображения первой линзы и увеличения системы.
3. Задайте расстояние до предмета от линзы 1 для каждой пробы и запишите расстояние до первого изображения и общее увеличение системы.

Определяющее уравнение

Увеличение составной системы — M = m₁·m₂·…

Для любой цепи изображающих элементов общее системное увеличение равно произведению увеличений каждого отдельного элемента: M = m₁ × m₂ × … Каждый элемент изображает тот объект (действительный или изображение предыдущего элемента), который фактически получает.

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 = 10 см), затем расстояние до предмета L2 d_o2 = 40 − d_i1, затем расстояние до изображения L2 d_i2 из 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 см). Наконец M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Сравните M с таблицей.
• Объясните, почему действительное изображение L1 становится действительным ПРЕДМЕТОМ L2 — второй линзе всё равно, что её «предмет» на деле изображение, построенное первой; она просто изображает любые лучи, до неё доходящие.

Где это проявляется за пределами лаборатории

• Когда предмет стоит в точке 2f линзы L1 (d_o1 = 20 см, значит и d_i1 = 20 см), системное увеличение выходит ровно 1 — конечное изображение того же размера и ориентации, что исходный предмет, хотя он прошёл через два отдельных переворота. Объясните, почему два переворота (по одному на линзу) сокращаются, давая эквивалентную прямую итоговую ориентацию… или всё-таки нет? Проверьте свой знак.
• Многолинзовые передающие системы вроде этой используются в эндоскопах и перископах, чтобы переносить изображение на расстояние без потери размера и чёткости. Объясните, почему одна очень длиннофокусная линза не добилась бы такой же компактной передачи.

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

1. Добро пожаловать к оборачивающей системе
2. Выберите первую линзу
3. Нажмите Play
4. Двухлинзовая передача
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