Optik

Förstorare med två linser

Två konvergerande linser i serie projicerar en förstorad verklig bild — den totala förstoringen är produkten av stegen.

Förstorare med två linser — interaktiv Optik-simulering. Två konvergerande linser i serie projicerar en förstorad verklig bild — den totala förstoringen är produkten av stegen. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Förstoringsapparat med två linser

Två konvergerande linser i serie projicerar en förstorad verklig bild — den totala förstoringen är produkten av stegen.

Liknande stapling av konvergerande linser, men ordnad så att en förstorad verklig bild projiceras på en skärm eller film. Varje steg bidrar med förstoring multiplicerad genom kedjan — använt i förstoringsapparater och vissa projektionssystem.

• Verklig förstorad bild
• M = produkten av stegen

Undersökningsblad

Planera frågan innan du öppnar labbet

Sammanfattningen speglar den förrenderade sidan: drivande fråga, konkurrerande förutsägelser, variablernas roller, styrande lagar, uppställning, analys- och utvidgningsfrågor förblir synliga och i den här ordningen.

Drivande fråga

Till skillnad från ett sammansatt mikroskops vanligtvis virtuella slutbild behöver en förstoringsapparat projicera en VERKLIG, förstorad bild på fotopapper. Kan två konvergerande linser i följd fortfarande producera en verklig (inte virtuell) slutbild?

Förutsägelser att väga

• Nej — att kedja ihop två linser producerar alltid en virtuell slutbild.
• Det beror bara på föremålsavståndet, inte på linsarrangemanget.
• Ja — med rätt mellanrum och brännvidder landar tvålinskedjans slutbild som verklig, redo att projiceras på en yta.

Variablernas roller

Det du ställer in:

• Föremålsavstånd från L1 (cm)

Det du mäter:

• L1:s bildavstånd (cm)
• Systemförstoring M

Så går undersökningen till

1. Öppna förinställningen Förstoringsapparaten och tryck på Återställ. L1 har f = 8 cm; L2 har f = 12 cm, med 34 cm mellanrum.
2. Aktivera avläsningarna av L1:s bildavstånd och systemförstoringen.
3. Ställ in föremålsavståndet från L1 för varje försök och notera L1:s bildavstånd och systemets totala förstoring.

Styrande ekvation

Förstoring i tvåstegsapparat — M = m₁·m₂·…

Som i varje sammansatt linskedja är förstoringsapparatens systemförstoring produkten av dess två linsars enskilda förstoringar: M = m₁ × m₂. Noggrant val av brännvidder och mellanrum säkerställer att slutbilden landar verklig (inte virtuell), redo att projiceras.

Det det utskrivbara arbetsbladet ber eleverna räkna ut

• Beräkna för ett försök L1:s bildavstånd d_i1 ur 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm), sedan L2:s föremålsavstånd d_o2 = 34 − d_i1, sedan dess bildavstånd d_i2 ur 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm). Slutligen M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Jämför M med tabellen.
• Denna förinställnings standardföremålsavstånd (16 cm, L1:s 2f-punkt) ger M = 2 med en VERKLIG slutbild. Förklara varför det att kontrollera d_i2:s tecken (positivt = verkligt) spelar roll för huruvida detta system faktiskt skulle kunna projicera på fotopapper.

Var det här syns utanför labbet

• För att en förstoringsapparat ska fungera måste dess slutbild landa på ett positivt (verkligt) avstånd bortom L2, på exakt den höjd där fotopappret ligger. Förklara varför en förstoringsapparats konstruktion noggrant måste styra båda linsarnas brännvidder och mellanrum för att garantera detta.
• Jämför detta experiments standard M = 2 (verklig slutbild) med M = 1 i compound-relay och M = 4 i compound-microscope (vanligtvis sedd som virtuell genom ett okular). Förklara varför SAMMA tvålinsmatematik (produkt av förstoringar) kan ge så olika praktiska utfall beroende på de specifika brännvidder och mellanrum som väljs.

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

1. Välkommen till Förstoringsapparat
2. Välj objektet
3. Tryck på Spela upp
4. Förstorad mellanbild
5. Öppna panelen Egenskaper
6. Klart!

Öppna den interaktiva simuleringen för att bygga scenen, tryck på Spela och utforska med mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Öppna interaktivt labb →

Ladda ner labblad →

Tunnlinsformeln