会聚透镜：2f 以上的真实图像
1·预测
物体位于会聚透镜焦距之外。当您将其远离透镜时，另一侧形成的实像是离透镜更近还是更远？
- 离透镜越近——越远的物体在离焦点越近的地方形成图像。
- 离透镜较远。
- 像距不依赖于物距。
2·设置
- 打开「会聚透镜：2f 以上的真实图像（converging-real）」预设并按重置。透镜的焦距固定为10厘米。
- 启用像距与放大率读数。
- 设置每次试验的物距并记录图像距离和放大倍数。
3·收集数据
| 物距d_o (cm) | 像距d_i (cm) | 放大倍数米 |
|---|---|---|
| 15.00 | ||
| 20.00 | ||
| 30.00 |
针对三次试验，绘制1/d_i（y轴）相对1/d_o（x轴）的关系图。直线是否为一条直线？
4·分析
- 对于一次试验，使用 f = 10 cm，根据 1/f = 1/d_o + 1/d_i 计算 d_i，然后 m = −d_i/d_o。将两者与表进行比较。
- 请利用薄透镜方程解释，为什么将物体移离透镜更远（增大d_o）会使像距逐渐缩小并趋近焦距。
5·扩展
- 每次试验都会给出负放大率。解释负 m 在物理上对于图像相对于物体的方向意味着什么。
- 相机镜头在传感器上对超出焦距的任何物体形成真实图像。使用您的数据解释为什么拍摄很远的物体 (d_o ≫ f) 总是使图像非常靠近焦平面。
这个实验背后的物理原理
薄透镜方程
对于薄透镜，物距、像距和焦距的关系为 1/f = 1/d_o + 1/d_i。这个单一方程涵盖了会聚和发散透镜，使用有符号的距离。
横向放大倍率
图像相对于物体的大小为 m = −d_i/d_o。负m表示倒像； |米| > 1 表示图像被放大。