Quang học

Hệ chuyển tiếp hai thấu kính

Thấu kính đầu tiên tạo ảnh thật ngược chiều; thấu kính thứ hai tạo ảnh lại từ đó. Hai lần đảo ngược triệt tiêu nhau thành ảnh hệ thống cùng chiều.

Hệ chuyển tiếp hai thấu kính — mô phỏng Quang học tương tác. Thấu kính đầu tiên tạo ảnh thật ngược chiều; thấu kính thứ hai tạo ảnh lại từ đó. Hai lần đảo ngược triệt tiêu nhau thành ảnh hệ thống cùng chiều. Phòng thí nghiệm vật lý ảo miễn phí trên trình duyệt với phép đo SI trực tiếp và hướng dẫn từng bước.

Hệ thống rơle hai thấu kính

Thấu kính đầu tiên tạo một ảnh thực ngược; thấu kính thứ hai tạo lại ảnh. Hai lần đảo ngược triệt tiêu lẫn nhau và ảnh của hệ thống trở thành thẳng đứng.

Thấu kính vật tạo ra ảnh trung gian thật; thị kính hoặc thấu kính thứ hai tạo lại ảnh đó cho người quan sát. Hai lần đảo ngược tạo ra ảnh cuối cùng đứng thẳng — chuyển tiếp tiêu chuẩn trong kính hiển vi và hệ thống chiếu. Khoảng cách phải đặt ảnh trung gian tại điểm liên hợp thích hợp.

• Hai ảnh thực
• M tổng = tích số

Tóm tắt điều tra

Lập kế hoạch câu hỏi trước khi bạn mở phòng thí nghiệm

Bản tóm tắt phản ánh trang được kết xuất trước: câu hỏi dẫn dắt, các dự đoán cạnh tranh, vai trò của biến, các định luật chi phối, phần thiết lập và các gợi ý phân tích, mở rộng vẫn hiển thị theo thứ tự này.

Câu hỏi lái xe

Đặt hai thấu kính hội tụ giống hệt nhau sao cho ảnh của thấu kính thứ nhất trở thành vật của thấu kính thứ hai. Có phải độ phóng đại tổng thể của hệ thống chỉ đơn giản là nhân với độ phóng đại riêng lẻ của hai ống kính?

Dự đoán cân nặng

• Độ phóng đại của hệ thống là tổng của các độ phóng đại riêng lẻ.
• Có — độ phóng đại của hệ thống là tích của độ phóng đại riêng của từng thấu kính: M = m₁ × m₂.
• Không thể dự đoán độ phóng đại của hệ thống từ độ phóng đại của từng ống kính.

Vai trò thay đổi

Những gì bạn đặt:

• Khoảng cách đối tượng từ L1 (cm)

Những gì bạn đo lường:

• Khoảng cách hình ảnh của L1 (cm)
• Độ phóng đại hệ thống M

Cuộc điều tra diễn ra như thế nào

1. Mở cài đặt trước rơ-le hỗn hợp và nhấn Đặt lại. Hai thấu kính có f = 10 cm, cách nhau 40 cm.
2. Kích hoạt tính năng đọc khoảng cách hình ảnh và độ phóng đại hệ thống của ống kính đầu tiên.
3. Đặt khoảng cách vật thể từ thấu kính 1 cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách hình ảnh đầu tiên cũng như độ phóng đại tổng thể của hệ thống.

phương trình điều khiển

Phóng đại hệ thống phức hợp — M = m₁·m₂·…

Đối với bất kỳ chuỗi phần tử hình ảnh nào, độ phóng đại tổng thể của hệ thống là tích của độ phóng đại của từng phần tử riêng lẻ: M = m₁ × m₂ × ... Mỗi phần tử chụp ảnh bất kỳ đối tượng nào (hình ảnh thật hoặc hình ảnh của phần tử trước đó) mà nó thực sự nhận được.

Bảng tính có thể in được yêu cầu học sinh làm gì

• Đối với một lần thử, hãy tính khoảng cách hình ảnh của L1 d_i1 từ 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm), sau đó khoảng cách đối tượng của L2 d_o2 = 40 − d_i1, sau đó là khoảng cách hình ảnh của L2 d_i2 từ 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm). Cuối cùng M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2). So sánh M với bảng.
• Giải thích tại sao ảnh thật của L1 trở thành ĐỐI TƯỢNG thực của L2 - thấu kính thứ hai không quan tâm rằng 'vật' của nó thực sự là ảnh được tạo bởi thấu kính thứ nhất; nó chỉ ghi lại bất kỳ tia sáng nào chiếu tới nó.

Nơi điều này xuất hiện bên ngoài phòng thí nghiệm

• Khi vật nằm ở điểm 2f của L1 (d_o1 = 20 cm, do đó d_i1 = 20 cm), độ phóng đại của hệ đạt đúng 1 - ảnh cuối cùng có cùng kích thước và hướng với vật ban đầu, mặc dù nó đã trải qua hai lần đảo ngược riêng biệt. Giải thích tại sao hai lần đảo ngược (một lần trên mỗi thấu kính) triệt tiêu nhau để tạo ra hướng cuối cùng tương đương thẳng đứng... hay thực tế là như vậy? Kiểm tra dấu hiệu của bạn.
• Các hệ thống chuyển tiếp nhiều thấu kính như thế này được sử dụng trong máy nội soi và kính tiềm vọng để truyền hình ảnh đi một khoảng cách mà không làm giảm kích thước hoặc độ rõ nét. Giải thích tại sao một thấu kính có tiêu cự rất dài không thể đạt được cùng một rơ-le nhỏ gọn.

• AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
• General High School Physics — Light & optics
• NGSS High School Physics — Wave properties

1. Chào mừng đến rơle hai thấu kính
2. Chọn thấu kính đầu tiên
3. Nhấn Phát
4. Hệ thống rơle hai thấu kính
5. Mở Trình kiểm tra
6. Hoàn thành!

Mở mô phỏng tương tác để xây dựng hoạt cảnh, nhấn Chạy và khám phá với các phép đo trực tiếp và bài hướng dẫn.

Mở phòng thí nghiệm tương tác →

Tải tài liệu thí nghiệm →

Phương Trình Thấu Kính Mỏng