Рассеивающая линза: всегда мнимое, всегда уменьшенное

1 · Прогноз

У рассеивающей линзы отрицательное фокусное расстояние. Строит ли она когда-нибудь действительное увеличенное изображение, как может собирающая?

• Нет — рассеивающая линза всегда даёт уменьшенное прямое мнимое изображение при любом расстоянии до предмета.
• Она даёт действительное изображение, когда предмет достаточно далеко.
• Она всегда даёт действительное увеличенное изображение.

2 · Подготовка

1. Откройте пресет diverging-virtual и нажмите «Сброс». Фокусное расстояние фиксировано на −10 cm.
2. Включите показания расстояния до изображения и увеличения.
3. Задайте расстояние до предмета для каждой пробы и запишите расстояние до изображения и увеличение.

3 · Сбор данных

Постройте увеличение m (ось y) против расстояния до предмета d_o (ось x) для трёх проб. Превышает ли m когда-нибудь 1?

4 · Анализ

1. Для одной пробы вычислите d_i из 1/f = 1/d_o + 1/d_i при f = −10 см, затем m = −d_i/d_o. Сравните оба значения с таблицей.
2. Объясните, почему при сколь угодно большом d_o расстояние d_i остаётся отрицательным (мнимым), а m — положительным и меньше 1 для рассеивающей линзы — в отличие от поведения собирающей в эксперименте converging-real.

5 · Развитие

1. Дверной глазок использует рассеивающую линзу (или схожий широкоугольный дизайн), чтобы показывать уменьшенное широкоугольное изображение того, кто снаружи. Объясните, почему уменьшенное изображение — именно то, что нужно глазку.
2. При очень большом d_o (предмет очень далеко) к чему стремится d_i? Сравните с фокусным расстоянием линзы и объясните физически, почему мнимое изображение рассеивающей линзы никогда не может выйти за её собственный фокус.

Физика этого эксперимента

← Вернуться к эксперименту