Збиральна лінза: дійсні зображення за 2f
1 · Прогноз
Предмет лежить за фокусом збиральної лінзи. Коли ви віддаляєте його від лінзи, чи дійсне зображення на іншому боці рухається ближче до лінзи чи далі?
- Ближче до лінзи — дальший предмет утворює зображення ближче до фокуса.
- Дальше від лінзи.
- Відстань до зображення не залежить від відстані до предмета.
2 · Установка
- Відкрийте пресет converging-real та натисніть «Скинути». Фокусна відстань лінзи фіксована 10 cm.
- Увімкніть покази відстані до зображення та збільшення.
- Задайте відстань до предмета для кожного заміру та запишіть відстань до зображення і збільшення.
3 · Збір даних
| Відстань до предмета d_o (cm) | Відстань до зображення d_i (cm) | Збільшення m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Побудуйте 1/d_i (вісь y) проти 1/d_o (вісь x) для трьох замірів. Чи пряма лінія?
4 · Аналіз
- Для одного заміру обчисліть d_i з 1/f = 1/d_o + 1/d_i з f = 10 cm, потім m = −d_i/d_o. Порівняйте обидва з таблицею.
- Поясніть, використовуючи формулу тонкої лінзи, чому віддалення предмета від лінзи (збільшення d_o) стискає відстань до зображення до фокусної відстані.
5 · Поглиблення
- Кожен замір дає від'ємне збільшення. Поясніть, що фізично означає від'ємне m для орієнтації зображення відносно предмета.
- Об'єктив фотоапарата утворює дійсне зображення на сенсорі для будь-якого предмета за фокусом. Поясніть, використовуючи свої дані, чому фотографування чогось дуже далекого (d_o ≫ f) завжди розміщує зображення дуже близько до фокальної площини.
Фізика цього експерименту
Формула тонкої лінзи
Для тонкої лінзи відстань до предмета, відстань до зображення та фокусна відстань пов'язані 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Це одне рівняння охоплює і збиральні, і розсіювальні лінзи, зі знаковими відстанями.
Поперечне збільшення
Розмір зображення відносно предмета m = −d_i/d_o. Від'ємне m означає обернене зображення; |m| > 1 означає збільшене зображення.