เครื่องขยายภาพถ่าย สองเลนส์เพื่อภาพจริงที่ใหญ่ขึ้น

1 · ทำนาย

ต่างจากกล้องจุลทรรศน์ประกอบที่ภาพสุดท้ายมักเป็นภาพเสมือน เครื่องขยายภาพถ่ายต้องฉายภาพจริงที่ขยายแล้วลงบนกระดาษรับภาพ เลนส์นูนสองชิ้นเรียงตามกันจะยังสร้างภาพสุดท้ายที่เป็นภาพจริง (ไม่ใช่เสมือน) ได้หรือไม่

• ไม่ — การต่อเลนส์สองชิ้นเป็นทอด ๆ ให้ภาพสุดท้ายเป็นภาพเสมือนเสมอ
• ขึ้นกับระยะวัตถุเท่านั้น ไม่ใช่การจัดวางเลนส์
• ใช่ — ด้วยระยะห่างและระยะโฟกัสที่เหมาะสม ภาพสุดท้ายของชุดเลนส์สองชิ้นตกเป็นภาพจริง พร้อมฉายลงพื้นผิว

2 · จัดเตรียม

1. เปิดพรีเซ็ท compound-enlarger แล้วกดรีเซ็ต L1 มี f = 8 cm L2 มี f = 12 cm ห่างกัน 34 cm
2. เปิดค่าแสดงระยะภาพของ L1 และกำลังขยายระบบ
3. ตั้งระยะวัตถุจาก L1 ในแต่ละรอบ แล้วบันทึกระยะภาพของ L1 และกำลังขยายระบบโดยรวม

3 · เก็บข้อมูล

พล็อตกำลังขยายระบบ M (แกน y) กับระยะวัตถุจาก L1 (แกน x) จากสามรอบการทดลอง

4 · วิเคราะห์

1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i1 จาก 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 8 cm) แล้ว d_o2 = 34 − d_i1 แล้ว d_i2 จาก 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 12 cm) สุดท้าย M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2) เทียบกับตาราง
2. ระยะวัตถุดีฟอลต์ของพรีเซ็ทนี้ (16 cm คือจุด 2f ของ L1) ให้ M = 2 พร้อมภาพสุดท้ายที่เป็นภาพจริง จงอธิบายว่าทำไมการตรวจเครื่องหมายของ d_i2 (บวก = จริง) จึงสำคัญต่อการที่ระบบนี้จะฉายลงกระดาษถ่ายภาพได้จริงหรือไม่

5 · ต่อยอด

1. เครื่องขยายจะทำงานได้ ภาพสุดท้ายต้องตกที่ระยะบวก (ภาพจริง) พ้น L2 ออกไป ณ ความสูงพอดีที่กระดาษรับภาพวางอยู่ อธิบายว่าเหตุใดการออกแบบเครื่องขยายจึงต้องควบคุมทั้งระยะโฟกัสของเลนส์ทั้งสองและระยะห่างอย่างระมัดระวังเพื่อรับประกันเรื่องนี้
2. จงเทียบ M = 2 ดีฟอลต์ของการทดลองนี้ (ภาพสุดท้ายจริง) กับ M = 1 ของ compound-relay และ M = 4 ของ compound-microscope (ดูแบบภาพเสมือนผ่านเลนส์ตา) อธิบายว่าทำไมคณิตสายโซ่เลนส์สองชิ้นเดียวกัน (ผลคูณการขยาย) จึงให้ผลลัพธ์ใช้งานจริงต่างกันมาก ขึ้นกับระยะโฟกัสและระยะห่างที่เลือก

ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้

← กลับไปการทดลอง