Thấu kính hội tụ: Ảnh thật ngoài 2f
1 · Dự đoán
Một vật nằm ngoài tiêu cự của thấu kính hội tụ. Khi bạn di chuyển nó ra xa thấu kính hơn, ảnh thật tạo ở phía bên kia sẽ di chuyển đến gần thấu kính hơn hay ra xa hơn?
- Ở gần thấu kính hơn - vật ở xa hơn sẽ tạo ảnh của nó gần tiêu điểm hơn.
- Xa hơn từ ống kính.
- Khoảng cách ảnh không phụ thuộc vào khoảng cách vật.
2 · Thiết lập
- Mở cài đặt trước converging-real và nhấn Reset. Tiêu cự của ống kính được cố định ở 10 cm.
- Kích hoạt khoảng cách ảnh và đọc độ phóng đại.
- Đặt khoảng cách đối tượng cho mỗi lần thử và ghi lại khoảng cách và độ phóng đại của hình ảnh.
3 · Thu thập dữ liệu
| Khoảng cách đối tượng d_o (cm) | Khoảng cách hình ảnh d_i (cm) | Độ phóng đại m |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
Vẽ biểu đồ 1/d_i (trục y) theo 1/d_o (trục x) cho ba lần thử của bạn. Đường thẳng có thẳng không?
4 · Phân tích
- Đối với một phép thử, hãy tính d_i từ 1/f = 1/d_o + 1/d_i sử dụng f = 10 cm, sau đó m = −d_i/d_o. So sánh cả hai với bảng.
- Giải thích, bằng cách sử dụng phương trình thấu kính mỏng, tại sao việc di chuyển vật ra xa thấu kính (tăng d_o) làm cho khoảng cách ảnh co lại về phía tiêu cự.
5 · Gia hạn
- Mọi lần thử đều cho độ phóng đại âm. Giải thích ý nghĩa của m âm về mặt vật lý đối với hướng của ảnh so với vật.
- Ống kính máy ảnh tạo thành hình ảnh thật trên cảm biến cho bất kỳ vật thể nào vượt quá tiêu cự. Bằng cách sử dụng dữ liệu của bạn, hãy giải thích tại sao việc chụp ảnh một vật ở rất xa (d_o ≫ f) luôn đặt ảnh rất gần mặt phẳng tiêu điểm.
Vật lý đằng sau thí nghiệm này
Phương trình thấu kính mỏng
Đối với một thấu kính mỏng, khoảng cách vật, khoảng cách ảnh và tiêu cự có liên hệ với nhau bằng 1/f = 1/d_o + 1/d_i. Phương trình đơn này bao gồm cả thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ, sử dụng khoảng cách có dấu.
Độ phóng đại bên
Kích thước của ảnh so với vật là m = −d_i/d_o. Âm m có nghĩa là ảnh ngược; |m| > 1 có nghĩa là hình ảnh được phóng to.