Ett tvålinsrelä: Bilder kedjas ihop

1 · Förutsäg

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?

• 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.

2 · Uppbyggnad

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

3 · Samla data

Rita systemförstoringen M (y-axeln) mot L1:s föremålsavstånd (x-axeln) för dina tre försök.

4 · Analysera

1. 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.
2. 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.

5 · Utvidga

1. 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.
2. 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.

Fysiken bakom det här experimentet

← Tillbaka till experimentet

138 gratis utskrivbara labblad i fysik