Лінза як лупа
1 · Прогноз
Предмет лежить ближче до збиральної лінзи, ніж її фокусна відстань. Чи утворює лінза досі дійсне зображення, чи щось інше?
- Вона досі утворює дійсне зображення, просто далі.
- Вона утворює збільшене пряме уявне зображення з того самого боку, що й предмет — лупа.
- Зображення взагалі не утворюється всередині фокусної відстані.
2 · Установка
- Відкрийте пресет magnifier та натисніть «Скинути». Фокусна відстань лінзи фіксована 10 cm.
- Увімкніть покази відстані до зображення та збільшення.
- Задайте відстань до предмета для кожного заміру (завжди меншу за фокусну) та запишіть відстань до зображення і збільшення.
3 · Збір даних
| Відстань до предмета d_o (cm) | Відстань до зображення d_i (cm) | Збільшення m |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 8.00 |
Побудуйте збільшення m (вісь y) проти відстані до предмета d_o (вісь x) для трьох замірів. Чи m зростає, коли d_o стискається до нуля?
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.
- Кожен замір дає від'ємне d_i та додатне m більше за 1. Поясніть, що означає від'ємна відстань до зображення (уявне зображення, той самий бік, що й предмет) і чому m тут додатне, а не від'ємне.
5 · Поглиблення
- Ваші дані показують, що наближення предмета до лінзи (менше d_o, завжди під f) збільшує збільшення. Поясніть, чому лупа, притиснута дуже близько до малого предмета, показує його більшим, ніж тримаючи її далі (але все ще всередині f).
- Що сталося б із зображенням (та збільшенням), якби предмет поклали точно на фокусній відстані, d_o = f? Порівняйте з результатом експерименту focal-point.
Фізика цього експерименту
Збільшення уявного зображення
Коли предмет всередині фокусу збиральної лінзи, відстань до зображення d_i виходить від'ємною (уявне, той самий бік, що й предмет), а збільшення m = −d_i/d_o виходить додатним і більшим за 1 — пряме збільшене зображення, основа лупи.