เลนส์เป็นแว่นขยาย
1 · ทำนาย
วัตถุอยู่ใกล้เลนส์นูนกว่าระยะโฟกัส เลนส์ยังสร้างภาพจริงหรือเกิดอะไรที่ต่างออกไป
- ยังสร้างภาพจริง เพียงไกลกว่า
- มันสร้างภาพเสมือนตั้งตรงที่ขยายแล้วฝั่งเดียวกับวัตถุ — แว่นขยาย
- ไม่เกิดภาพเลยในระยะโฟกัส
2 · จัดเตรียม
- เปิดค่าที่ตั้งไว้ magnifier แล้วกดรีเซ็ต ระยะโฟกัสของเลนส์ตายตัวที่ 10 cm
- เปิดค่าแสดงระยะภาพและกำลังขยาย
- ตั้งระยะวัตถุของแต่ละรอบ (ต่ำกว่าระยะโฟกัสเสมอ) แล้วบันทึกระยะภาพและกำลังขยาย
3 · เก็บข้อมูล
| ระยะวัตถุ d_o (cm) | ระยะภาพ d_i (cm) | กำลังขยาย m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
พล็อตกำลังขยาย m (แกน y) กับระยะวัตถุ d_o (แกน x) จากสามรอบการทดลอง m เพิ่มขึ้นเมื่อ d_o หดเข้าศูนย์หรือไม่
4 · วิเคราะห์
- สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i จาก 1/f = 1/d_o + 1/d_i โดยใช้ f = 10 cm แล้วหา m = −d_i/d_o เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
- ทุกรอบให้ d_i ติดลบและ m เป็นบวกมากกว่า 1 อธิบายว่าระยะภาพติดลบหมายถึงอะไร (ภาพเสมือน อยู่ฝั่งเดียวกับวัตถุ) และเหตุใด m จึงเป็นบวกแทนที่จะติดลบ
5 · ต่อยอด
- ข้อมูลของคุณแสดงว่าการเขยื่อนวัตถุใกล้เลนส์ (d_o เล็กลง ต่ำกว่า f เสมอ) เพิ่มกำลังขยาย อธิบายว่าเหตุในแว่นขยายที่วางชิดวัตถุเล็กมากจึงแสดงมันใหญ่กว่าวางไกลกว่า (แต่ยังใน f)
- ถ้าวางวัตถุที่ระยะโฟกัสพอดี (d_o = f) จะเกิดอะไรขึ้นกับภาพ (และการขยาย) เทียบกับผลของการทดลอง focal-point
ฟิสิกส์เบื้องหลังการทดลองนี้
กำลังขยายภาพเสมือน
เมื่อวัตถุอยู่ในระยะโฟกัสของเลนส์นูน ระยะภาพ d_i จะออกมาติดลบ (ภาพเสมือน อยู่ฝั่งเดียวกับวัตถุ) และการขยาย m = −d_i/d_o ออกมาเป็นบวกและมากกว่า 1 ภาพตั้งตรงและถูกขยาย คือหลักการของแว่นขยาย