光学
双透镜中继
第一片透镜成倒立实像;第二片再次成像。两次倒立相互抵消,系统整体成正立像。
双透镜中继——交互式光学模拟。第一片透镜成倒立实像;第二片再次成像。两次倒立相互抵消,系统整体成正立像。 免费的基于浏览器的虚拟物理实验室,提供实时 SI 测量和分步引导教程。
双透镜中继
第一片透镜成倒立实像;第二片再次成像。两次倒立相互抵消,系统整体成正立像。
物镜先成一个实的中间像;目镜或第二片透镜再将其成像以供观察。两次倒像相互抵消,最终成正立像——这是显微镜和投影系统中的标准中继结构。透镜间距须将中间像置于适当的共轭点处。
- 两个实像
- 总放大率 = 乘积
调查简介
在打开实验室之前计划好问题
这份简介反映预渲染页面:探究问题、相互竞争的预测、变量角色、支配定律、设置以及分析和拓展提示都会按此顺序保持可见。
驾驶问题
放置两个相同的会聚透镜,使第一个透镜的图像成为第二个透镜的物体。整个系统的放大倍率是否只是简单地乘以两个透镜各自的放大倍率?
预测权重
- 系统放大倍数是各个放大倍数的总和。
- 是 — 系统放大倍率是每个透镜单独放大倍率的乘积: M = m₁ × m₂.
- 无法根据各个透镜的放大倍率来预测系统放大倍率。
可变角色
您设置的内容:
- 距 L1 的物距 (cm)
您测量的内容:
- L1的像距 (cm)
- 系统放大倍数M
调查如何进行
- 打开「两个透镜接力:将图像链接在一起(compound-relay)」预设并按重置。两个透镜的 f = 10 cm,间隔 40 cm。
- 启用第一透镜的像距与系统放大率读数。
- 设置每次试验距透镜 1 的物距,并记录第一个图像距离和整体系统放大倍率。
控制方程
复合系统放大倍率 — M = m₁·m₂·…
对于任何成像元件构成的链条,系统总放大率都是各个元件放大率的乘积:M = m₁ × m₂ × ……每个元件都会对它实际接收到的物体(无论是真实物体还是前一元件所成的像)进行成像。
可打印的工作表要求学生完成什么
- 对于一次试验,从 1/f₁ = 1/d_o1 + 1/d_i1 (f₁ = 10 cm) 计算 L1 的像距 d_i1,然后计算 L2 的物距 d_o2 = 40 − d_i1,再从 1/f₂ = 1/d_o2 + 1/d_i2 (f₂ = 10 cm) 计算 L2 的像距 d_i2。最后 M = (−d_i1/d_o1)·(−d_i2/d_o2)。将 M 与表进行比较。
- 解释为什么L1的真实图像成为L2的真实物体——第二个透镜并不关心它的“物体”实际上是第一个透镜形成的图像;它只是对到达它的任何光线进行成像。
这在实验室之外的地方表现出来
- 当物体位于L1的2f点时(d_o1 = 20 cm,因此d_i1也是20 cm),系统放大率恰好为1——尽管经过了两次独立的反转,最终像与原物体大小和方向相同。请解释为什么两次反转(每个透镜各一次)会相互抵消,得到与正立像等效的最终方向……真的是这样吗?请检查你的符号。
- 像这样的多透镜中继系统被用于内视镜和潜望镜,在不损失尺寸或清晰度的情况下,将影像传送到较远的距离。请解释为什么单一焦距极长的透镜无法实现同样紧凑的中继效果。
- AP Physics 2 — Unit 13: Geometric Optics
- General High School Physics — Light & optics
- NGSS High School Physics — Wave properties
- 欢迎学习双透镜中继
- 选择第一片透镜
- 点击播放
- 双透镜中继
- 打开检查器
- 完成了!
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