光學
雙透鏡放大
兩片凸透鏡串聯投射出放大的實像——總放大率為各級之積。
雙透鏡放大——互動式光學模擬。兩片凸透鏡串聯投射出放大的實像——總放大率為各級之積。 免費的瀏覽器物理虛擬實驗室,提供即時 SI 測量與分步引導教學。
雙透鏡放大
兩片凸透鏡串聯投射出放大的實像——總放大率爲各級之積。
類似的會聚透鏡排列,但配置為將放大的實像投射到螢幕或底片上。每個階段的放大率會沿著整個鏈條相乘 —— 用於照片放大機和某些投影系統。
- 實像,放大
- M = 各級的乘積
調查簡介
在打開實驗室之前先規劃好問題
這份簡報反映預先渲染的頁面:探究問題、互相競爭的預測、變數角色、支配定律、設定,以及分析和延伸提示都會以此順序保持可見。
駕駛問題
與複合顯微鏡通常的虛擬最終影像不同,照相放大機需要將真實的放大影像投影到相紙上。兩個順序會聚的透鏡仍然可以產生真實的(非虛擬的)最終影像嗎?
預測權重
- 不會-連結兩個鏡頭總是會產生虛擬的最終影像。
- 它僅取決於物距,而不取決於鏡頭佈置。
- 是——只要間距和焦距設置得當,雙透鏡鏈的最終像會成為實像,可以投影到螢幕上。
可變角色
您設定的內容:
- 距 L1 的物距 (cm)
您測量的內容:
- L1的像距 (cm)
- 系統放大倍率M
調查如何進行
- 開啟 compound-enlarger 預設並按下 Reset。 L1 的 f = 8 公分; L2 的 f = 12 cm,間隔 34 cm。
- 啟用L1的像距與系統放大率讀數。
- 設定每次試驗距 L1 的物距,並記錄 L1 的影像距離和整體系統放大倍率。
控制方程
兩級放大倍率 — M = m₁·m₂·…
與任何複合鏡頭鏈一樣,擴大機的系統放大倍率是其兩個鏡頭各自放大倍率的乘積: M = m₁ × m₂. 仔細選擇焦距和間距可確保最終影像真實(而非虛擬),隨時可以投影。
可列印的工作表要求學生完成什麼
- 對於其中一次試驗,先由1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1(f₁ = 8 cm)求出L1的像距d_i1,再求出L2的物距d_o2 = 34 − d_i1,然後由1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2(f₂ = 12 cm)求出其像距d_i2。最後計算M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2)。將M與表格比較。
- 此預設的預設物距(16 厘米,L1 的 2f 點)給出 M = 2,並具有真實的最終影像。解釋為什麼檢查 d_i2 的符號(正 = 實數)對於該系統是否能夠真正投影到相紙上很重要。
這在實驗室之外的地方表現出來
- 為了使擴大機正常運作,其最終影像必須落在 L2 之外的正(真實)距離處,即相紙所在的確切高度。解釋為什麼擴大機的設計必須仔細控制兩個鏡頭的焦距和間距以確保這一點。
- 將本實驗的預設值M = 2(實像的最終成像)與compound-relay的M = 1及compound-microscope的M = 4(通常透過目鏡以虛像方式觀察)進行比較。請解釋為什麼完全相同的雙透鏡鏈數學關係(放大率之積)會因所選焦距和間距不同,而產生如此不同的實際結果。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 歡迎學習雙透鏡放大
- 選擇物體
- 播放
- 放大的中間像
- 打開檢查器
- 完成了!
打開互動式模擬以構建場景,點擊運行,並透過即時測量和引導式教學進行探索。