Yakınsak Mercek: 2f'nin Ötesinde Gerçek Görüntüler
1 · Tahmin Et
Bir nesne, yakınsak bir merceğin odak uzaklığının ötesinde durur. Objektiften uzaklaştıkça karşı tarafta oluşan gerçek görüntü merceğe yaklaşıyor mu, yoksa uzaklaşıyor mu?
- Objektife daha yakın - daha uzaktaki bir nesne, görüntüsünü odak noktasına daha yakın oluşturur.
- Objektiften daha uzakta.
- Görüntü mesafesi nesne mesafesine bağlı değildir.
2 · Kurulum
- Yakınsak gerçek ön ayarını açın ve Sıfırla'ya basın. Lensin odak uzaklığı 10 cm'ye sabitlenmiştir.
- Görüntü mesafesi ve büyütme okumalarını etkinleştirin.
- Her deneme için nesne mesafesini ayarlayın ve görüntü mesafesini ve büyütmeyi kaydedin.
3 · Veri Toplayın
| Nesne mesafesi d_o (cm) | Görüntü mesafesi d_i (cm) | Büyütme m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Üç denemeniz için 1/d_i (y ekseni) ile 1/d_o (x ekseni) grafiğini çizin. Çizgi düz mü?
4 · Analiz et
- Bir deneme için f = 10 cm'yi kullanarak d_i'yi 1/f = 1/d_o + 1/d_i'den hesaplayın, ardından m = −d_i/d_o'yu kullanın. Her ikisini de tabloyla karşılaştırın.
- İnce mercek denklemini kullanarak, nesneyi mercekten uzaklaştırmanın (d_o'yu artırmak) neden görüntü mesafesinin odak uzaklığına doğru daralmasına neden olduğunu açıklayın.
5 · Uzat
- Her deneme negatif bir büyütme verir. Nesneye kıyasla görüntünün yönelimi açısından negatif m'nin fiziksel olarak ne anlama geldiğini açıklayın.
- Bir kamera merceği, odak uzaklığının ötesindeki herhangi bir nesne için sensör üzerinde gerçek bir görüntü oluşturur. Verilerinizi kullanarak, çok uzaktaki bir şeyin (d_o ≫ f) fotoğrafının çekilmesinin, görüntüyü neden her zaman odak düzlemine çok yakın yerleştirdiğini açıklayın.
Bu Deneyin Arkasındaki Fizik
İnce Mercek Denklemi
İnce bir mercek için nesne mesafesi, görüntü mesafesi ve odak uzaklığı 1/f = 1/d_o + 1/d_i ile ilişkilidir. Bu tek denklem, işaretli mesafeler kullanılarak, benzer şekilde yakınsak ve ıraksak mercekleri kapsar.
Yanal Büyütme
Görüntünün nesneye göre boyutu m = −d_i/d_o'dur. Negatif m, ters çevrilmiş bir görüntü anlamına gelir; |m| > 1, görüntünün büyütüldüğü anlamına gelir.