Optik

Relä med två linser

Den första linsen ger en verklig inverterad bild; den andra avbildar den på nytt. Två inverteringar tar ut varandra och ger en upprätt systembild.

Relä med två linser — interaktiv Optik-simulering. Den första linsen ger en verklig inverterad bild; den andra avbildar den på nytt. Två inverteringar tar ut varandra och ger en upprätt systembild. Gratis virtuellt fysiklabb i webbläsaren med SI-mätningar i realtid och en guidad genomgång.

Relä med två linser

Den första linsen ger en verklig inverterad bild; den andra avbildar den igen. Två inverteringar tar ut varandra till en upprätt systembild.

Objektivet bildar en verklig mellanbild; okularet eller den andra linsen avbildar den igen för observatören. Två inverteringar ger en upprätt slutbild — ett standardrelä i mikroskop och projektionssystem. Avståndet måste placera mellanbilden i en lämplig konjugerad punkt.

Två verkliga bilder
Totala M = produkt

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

Två identiska konvergerande linser placeras så att den första linsens bild blir den andra linsens föremål. Multiplicerar systemets totala förstoring helt enkelt de två linsarnas enskilda förstoringar?

Förutsägelser att väga

Systemförstoringen är summan av de enskilda förstoringarna.
Ja — systemförstoringen är produkten av varje lins enskilda förstoring: M = m₁ × m₂.
Systemförstoringen kan inte förutsägas ur de enskilda linsförstoringarna.

Variablernas roller

Det du ställer in:

Föremålsavstånd från L1 (cm)

Det du mäter:

L1:s bildavstånd (cm)
Systemförstoring M

Så går undersökningen till

Öppna förinställningen Tvålinsreläet och tryck på Återställ. Båda linserna har f = 10 cm och hålls 40 cm isär.
Aktivera avläsningarna av den första linsens bildavstånd och systemförstoringen.
Ställ in föremålsavståndet från lins 1 för varje försök och notera det första bildavståndet och systemets totala förstoring.

Styrande ekvation

Förstoring i sammansatt system — M = m₁·m₂·…

För varje kedja av avbildande element är systemets totala förstoring produkten av varje enskilt elements förstoring: M = m₁ × m₂ × ... Varje element avbildar det föremål (verkligt eller föregående elements bild) som det faktiskt tar emot.

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 = 10 cm), sedan L2:s föremålsavstånd d_o2 = 40 − d_i1, sedan L2:s bildavstånd d_i2 ur 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Slutligen M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). Jämför M med tabellen.
Förklara varför L1:s verkliga bild blir L2:s verkliga FÖREMÅL — den andra linsen bryr sig inte om att dess 'föremål' egentligen är en bild som bildats av den första linsen; den avbildar bara de ljusstrålar som når den.

Var det här syns utanför labbet

När föremålet ligger i L1:s 2f-punkt (d_o1 = 20 cm, så att d_i1 = 20 cm med) blir systemförstoringen exakt 1 — den slutliga bilden har samma storlek och orientering som originalföremålet, även om den passerat två separata inverteringar. Förklara varför två inverteringar (en per lins) tar ut varandra och ger en slutlig orientering som motsvarar upprätt... eller gör de det? Kontrollera ditt tecken.
Flerlinsiga reläsystem som detta används i endoskop och periskop för att transportera en bild ett avstånd utan att förlora storlek eller skärpa. Förklara varför en enda lins med mycket lång brännvidd inte skulle kunna åstadkomma samma kompakta relä.

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

Välkommen till Sammansatt relä
Välj den första linsen
Tryck på Spela upp
Relä med två linser
Öppna panelen Egenskaper
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