ทัศนศาสตร์
รีเลย์สองเลนส์
เลนส์แรกสร้างภาพจริงกลับหัว เลนส์สองเกิดภาพซ้ำ การกลับหัวสองครั้งหักลบกันเป็นภาพระบบตั้งตรง
รีเลย์สองเลนส์ — การจำลองทัศนศาสตร์แบบโต้ตอบ เลนส์แรกสร้างภาพจริงกลับหัว เลนส์สองเกิดภาพซ้ำ การกลับหัวสองครั้งหักลบกันเป็นภาพระบบตั้งตรง ห้องปฏิบัติการฟิสิกส์เสมือนบนเบราว์เซอร์ที่ใช้ฟรี พร้อมการวัด SI แบบสดและบทแนะนำ
ระบบถ่ายทอดสองเลนส์
เลนส์แรกสร้างภาพจริงกลับหัว เลนส์ที่สองนำมาเกิดภาพใหม่ การกลับหัวสองครั้งหักล้างกันเป็นภาพระบบตั้งตรง
เลนส์วัตถุสร้างภาพกลางจริง เลนส์ตาหรือเลนส์ที่สองนำภาพนั้นมาเกิดภาพใหม่ให้ผู้สังเกต การกลับหัวสองครั้งได้ภาพสุดท้ายตั้งตรง — เป็นรีเลย์มาตรฐานในกล้องจุลทรรศน์และระบบฉาย ระยะห่างต้องวางภาพกลางไว้ที่จุดคอนจูเกตที่เหมาะสม
- ภาพจริงสองภาพ
- M รวม = ผลคูณ
สรุปการสืบสวน
วางแผนคำถามก่อนเปิดห้องแล็บ
บทสรุปสะท้อนหน้าที่เรนเดอร์ล่วงหน้า คำถามขับเคลื่อน คำทำนายที่ขัดแย้งกัน บทบาทตัวแปร กฎที่ควบคุม การตั้งค่า การวิเคราะห์ และโจทย์ต่อยอดยังแสดงและเรียงตามลำดับนี้
คำถามขับเคลื่อน
เลนส์นูนเหมือนกันสองชิ้นวางให้ภาพของเลนส์แรกกลายเป็นวัตถุของเลนส์ที่สอง กำลังขยายรวมของระบบเป็นผลคูณของกำลังขยายแต่ละเลนส์พอดีหรือไม่
คำทำนายที่ต้องชั่งใจ
- กำลังขยายระบบเป็นผลรวมของกำลังขยายแต่ละตัว
- ใช่ การขยายของระบบคือผลคูณของการขยายแต่ละเลนส์: M = m₁ × m₂
- กำลังขยายระบบทำนายจากกำลังขยายเลนส์แต่ละตัวไม่ได้
บทบาทของตัวแปร
สิ่งที่คุณตั้ง:
- ระยะวัตถุจาก L1 (cm)
สิ่งที่คุณวัด:
- ระยะภาพของ L1 (cm)
- กำลังขยายระบบ M
การสืบสวนดำเนินไปอย่างไร
- เปิดพรีเซ็ท compound-relay แล้วกดรีเซ็ต เลนส์ทั้งสองมี f = 10 cm ห่างกัน 40 cm
- เปิดค่าแสดงระยะภาพเลนส์แรกและกำลังขยายระบบ
- ตั้งระยะวัตถุจากเลนส์ 1 ในแต่ละรอบ แล้วบันทึกระยะภาพแรกและกำลังขยายระบบโดยรวม
สมการควบคุม
กำลังขยายระบบผสม — M = m₁·m₂·…
สำหรับสายโซ่องค์ประกอบเกิดภาพใด ๆ การขยายรวมของระบบคือผลคูณของการขยายแต่ละองค์ประกอบ: M = m₁ × m₂ × ... แต่ละตัวเกิดภาพของสิ่งที่มันได้รับจริง (วัตถุจริงหรือภาพของตัวก่อนหน้า)
สิ่งที่ใบงานพิมพ์ได้ให้นักเรียนคิด
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณระยะภาพของ L1 จาก 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm) แล้วระยะวัตถุของ L2 เป็น d_o2 = 40 − d_i1 แล้วระยะภาพ d_i2 จาก 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm) สุดท้าย M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2) เทียบ M กับตาราง
- อธิบายว่าเหตุใดภาพจริงของ L1 จึงกลายเป็นวัตถุจริงของ L2 — เลนส์ที่สองไม่สนใจว่า “วัตถุ” ของมันแท้จริงคือภาพที่เลนส์แรกสร้างขึ้น มันเพียงสร้างภาพจากลำแสงใดก็ตามที่มาถึงมัน
สิ่งนี้ปรากฏที่ใดนอกห้องแล็บ
- เมื่อวัตถุอยู่ที่จุด 2f ของ L1 (d_o1 = 20 cm จึงได้ d_i1 = 20 cm เช่นกัน) การขยายของระบบออกมาเป็น 1 พอดี ภาพสุดท้ายมีขนาดและทิศทางเดียวกับวัตถุเดิม แม้ผ่านการกลับหัวสองครั้งแยกกัน จงอธิบายว่าทำไมการกลับหัวสองครั้ง (เลนส์ละครั้ง) จึงหักล้างกันให้ทิศเทียบเท่าตั้งตรง... หรือไม่ ตรวจสอบเครื่องหมายของคุณ
- ระบบถ่ายทอดภาพหลายเลนส์แบบนี้ใช้ในกล้องส่องตรวจและเรือส่องวัตถุใต้น้ำเพื่อส่งภาพไปไกลโดยไม่เสียขนาดหรือความคมชัด อธิบายว่าเหตุใดเลนส์เดี่ยวที่ระยะโฟกัสยาวมากจึงทำหน้าที่ถ่ายทอดแบบกะทัดรัดเช่นนี้ไม่ได้
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- ยินดีต้อนรับสู่รีเลย์เชิงประกอบ
- เลือกเลนส์แรก
- กดเล่น
- ระบบถ่ายทอดสองเลนส์
- เปิดแผงคุณสมบัติ
- ทำได้แล้ว!
เปิดการจำลองแบบโต้ตอบเพื่อสร้างฉาก กดเล่น แล้วสำรวจพร้อมการวัดสดและบทแนะนำ