เลนส์เป็นแว่นขยาย

1 · ทำนาย

วัตถุอยู่ใกล้เลนส์นูนกว่าระยะโฟกัส เลนส์ยังสร้างภาพจริงหรือเกิดอะไรที่ต่างออกไป

2 · จัดเตรียม

  1. เปิดค่าที่ตั้งไว้ magnifier แล้วกดรีเซ็ต ระยะโฟกัสของเลนส์ตายตัวที่ 10 cm
  2. เปิดค่าแสดงระยะภาพและกำลังขยาย
  3. 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

  1. สำหรับหนึ่งรอบ จงคำนวณ d_i จาก 1/f = 1/d_o + 1/d_i โดยใช้ f = 10 cm แล้วหา m = −d_i/d_o เทียบทั้งสองค่ากับตาราง
  2. ทุกรอบให้ d_i ติดลบและ m เป็นบวกมากกว่า 1 อธิบายว่าระยะภาพติดลบหมายถึงอะไร (ภาพเสมือน อยู่ฝั่งเดียวกับวัตถุ) และเหตุใด m จึงเป็นบวกแทนที่จะติดลบ

5 · ต่อยอด

  1. ข้อมูลของคุณแสดงว่าการเขยื่อนวัตถุใกล้เลนส์ (d_o เล็กลง ต่ำกว่า f เสมอ) เพิ่มกำลังขยาย อธิบายว่าเหตุในแว่นขยายที่วางชิดวัตถุเล็กมากจึงแสดงมันใหญ่กว่าวางไกลกว่า (แต่ยังใน f)
  2. 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

← กลับไปการทดลอง