Calcola l'ingrandimento

In ottica, il ingrandimento di un oggetto come un obiettivo, il rapporto tra l`altezza dell`immagine di un oggetto che puoi vedere e la sua dimensione effettiva. Ad esempio, una lente che fa sembrare grande un piccolo oggetto ha a forte ingrandimento, mentre una lente che fa sembrare un oggetto più piccolo è a debole ingrandimento ha. L`ingrandimento di un oggetto è generalmente dato dalla formula M = (hio/ho) = -(dio/Do), dove M = ingrandimento, hio = altezza dell`immagine, ho = altezza dell`oggetto, e dio e do =distanza immagine e distanza oggetto.

Passi

Metodo 1 di 2: Determinazione delle dimensioni di una singola lente

Nota: A lente convergente è più largo al centro che al bordo (come una lente d`ingrandimento). UN lente divergente è più largo al bordo e più sottile al centro (come una ciotola). Le stesse regole si applicano a entrambi quando si tratta di determinare l`ingrandimento, con un`importante eccezione, come vedrai di seguito.

Immagine titolata Calculate Magnification Step 1
1. Prendi l`equazione/formula come punto di partenza e determina quali dati hai. Come per altri problemi di fisica, un buon approccio è scrivere prima l`equazione di cui hai bisogno. Quindi puoi iniziare a cercare i pezzi mancanti dall`equazione.
  • Ad esempio, supponiamo che una bambola d`azione di 6 centimetri sia a mezzo metro da a lente convergente con una lunghezza focale di 20 centimetri è posizionato. Se facciamo il ingrandimento, dimensione dell`immagine e distanza dell`immagine vogliamo determinare, quindi iniziamo scrivendo l`equazione:
    M = (hio/ho) = -(dio/Do)
  • A questo punto sappiamo ho (l`altezza della bambola d`azione) e do (la distanza dalla bambola d`azione all`obiettivo.) Conosciamo anche la lunghezza focale dell`obiettivo, che non è inclusa nell`equazione. lo faremo ora hio, Dio e M bisogno di trovare.
Immagine titolata Calculate Magnification Step 2
2. Usa il confronto delle lenti per trovare dio decidere. Se conosci la distanza dell`oggetto che stai ingrandendo dall`obiettivo e la lunghezza focale dell`obiettivo, determinare la distanza dell`immagine è facile usando l`equazione dell`obiettivo. L`equazione della lente è 1/f = 1/giornoo + 1/gio, dove f = la lunghezza focale dell`obiettivo.
  • Nel nostro problema di esempio, possiamo usare l`equazione della lente per trovare dio decidere. Completa i valori di f e do e risolvi:
    1/f = 1/giornoo + 1/gio
    1/20 = 1/50 + 1/gio
    5/100 - 2/100 = 1/gio
    3/100 = 1/giornoio
    100/3 = dio = 33.3 centimetri
  • La lunghezza focale di una lente è la distanza dal centro della lente al punto in cui i raggi di luce convergono in un punto focale. Se hai mai provato a fare un buco in un pezzo di carta con una lente d`ingrandimento, sai cosa significa. Questo valore è spesso dato per problemi di fisica. Nella vita reale a volte troverai queste informazioni contrassegnate sull`obiettivo stesso.
  • Immagine titolata Calculate Magnification Step 3
    3. Risolvi per hio. sai do e dio, quindi puoi trovare l`altezza dell`immagine ingrandita e l`ingrandimento dell`obiettivo. Notare i due segni di uguale nell`equazione (M = (hio/ho) = -(dio/Do)) — questo significa che tutti i termini sono uguali tra loro, quindi ora abbiamo M e hio essere in grado di determinare, in qualsiasi ordine.
  • Nel nostro problema di esempio, determiniamo hio come segue:
    (hio/ho) = -(dio/Do)
    (hio/6) = -(33.3/50)
    hio = -(33.3/50) × 6
    hio = -3.996 centimetri
  • Nota che un`altezza negativa indica che l`immagine che vediamo è capovolta.
  • Immagine titolata Calculate Magnification Step 4
    4. Risolvi per M. Ora puoi risolvere l`ultima variabile con -(dio/Do) o con (hio/ho).
  • Nel nostro esempio, determiniamo M come segue:
    M = (hio/ho)
    M = (-3.996/6) = -0.666
  • Otteniamo la stessa risposta anche se utilizziamo i valori d:
    M = -(dio/Do)
    M = -(33.3/50) = -0.666
  • Si noti che l`ingrandimento non ha unità.
  • Immagine titolata Calculate Magnification Step 5
    5. Interpreta il valore di M. Una volta trovato l`ingrandimento, puoi prevedere cose diverse sull`immagine che vedrai attraverso l`obiettivo. Questi sono:
  • La dimensione. Più grande è valore assoluto di M, più l`oggetto sarà ingrandito dall`obiettivo. I valori di M compresi tra 1 e 0 indicano che l`oggetto apparirà più piccolo.
  • L`orientamento. Valori negativi indicano che l`immagine è capovolta.
  • Nel nostro esempio, il valore di M è -0.666, intendendo che, nelle condizioni date, l`immagine della bambola d`azione capovolto e due terzi della dimensione normale.
  • Immagine titolata Calculate Magnification Step 6
    6. Per obiettivi divergenti, utilizzare una lunghezza focale negativa. Anche se le lenti divergenti hanno un aspetto molto diverso dalle lenti convergenti, è possibile determinarne l`ingrandimento utilizzando le stesse formule sopra menzionate. L`unica eccezione significativa è quella lenti divergenti hanno una lunghezza focale negativa avere. In un problema simile come indicato sopra, ciò influenzerà il valore di dio, quindi assicurati di prestare attenzione a questo.
  • Esaminiamo il problema di cui sopra, solo che questa volta per un obiettivo divergente con una lunghezza focale di -20 centimetri. Tutte le altre iniziali sono le stesse.
  • Per prima cosa determiniamo dio con il confronto delle lenti:
    1/f = 1/giornoo + 1/gio
    1/-20 = 1/50 + 1/gio
    -5/100 - 2/100 = 1/gio
    -7/100 = 1/gio
    -100/7 = dio = -14.29 centimetri
  • Ora determiniamo hio e M con il nostro nuovo valore per dio.
    (hio/ho) = -(dio/Do)
    (hio/6) = -(-14.29/50)
    hio = -(-14.29/50) × 6
    hio = 1.71 centimetri
    M = (hio/ho)
    M = (1.71/6) = 0.285
  • Metodo 2 di 2: determinazione dell`ingrandimento di più lenti di seguito

    Metodo a due lenti

    Immagine titolata Calculate Magnification Step 7
    1. Determina la lunghezza focale di entrambi gli obiettivi. Quando hai a che fare con un dispositivo che utilizza due obiettivi di fila (come in un telescopio o parte di un binocolo), tutto ciò che devi sapere è la lunghezza focale di entrambi gli obiettivi per ottenere l`ingrandimento finale dell`immagine .determinare. Lo fai con la semplice equazione M = fo/Fe.
    • Nell`equazione f si riferisceo alla lunghezza focale dell`obiettivo e fe alla lunghezza focale dell`oculare. L`obiettivo è la grande lente all`estremità del dispositivo, mentre l`oculare è la parte attraverso cui guardi.
    Immagine titolata Calculate Magnification Step 8
    2. Utilizzare questi dati nell`equazione M = fo/Fe. Una volta trovata la lunghezza focale di entrambi gli obiettivi, risolvere il problema diventa facile; trovi il rapporto dividendo la focale dell`obiettivo per quella dell`oculare. La risposta è l`ingrandimento del dispositivo.
  • Ad esempio: supponiamo di avere un piccolo telescopio. Se la focale dell`obiettivo è di 10 centimetri e la focale dell`oculare è di 5 centimetri, allora 10/5 = 2.
  • Metodo dettagliato

      Immagine titolata Calculate Magnification Step 9
      1. Determina la distanza tra le lenti e l`oggetto. Se si posizionano due lenti davanti a un oggetto, è possibile determinare l`ingrandimento dell`immagine finale, purché si conosca il rapporto tra la distanza delle lenti e l`oggetto, la dimensione dell`oggetto e la lunghezza focale del oggetto, entrambe le lenti. Tutto il resto puoi distrarre.
    1. Ad esempio, supponiamo di avere la stessa configurazione dell`esempio del Metodo 1: un oggetto di 6 centimetri a una distanza di 50 centimetri da una lente convergente con una lunghezza focale di 20 centimetri. Ora posizioniamo una seconda lente convergente con una lunghezza focale di 5 centimetri dietro la prima lente (a 100 centimetri dalla action doll.) Nei passaggi seguenti utilizzeremo queste informazioni per trovare l`ingrandimento dell`immagine finale.
    2. Immagine titolata Calculate Magnification Step 10
      2. Determina la distanza, l`altezza e l`ingrandimento dell`immagine per l`obiettivo numero 1. La prima parte di qualsiasi problema che coinvolge più obiettivi è la stessa di quelli che coinvolgono un solo obiettivo. Inizia con l`obiettivo più vicino all`oggetto e usa l`equazione dell`obiettivo per trovare la distanza dall`immagine; Ora usa l`equazione di ingrandimento per trovare l`altezza e l`ingrandimento dell`immagine.
    3. Dal nostro lavoro nel Metodo 1, sappiamo che il primo obiettivo produce un`immagine di -3.996 centimetri alto, 33.3 centimetri dietro l`obiettivo e con un ingrandimento di -0.666.
    4. Immagine titolata Calculate Magnification Step 11
      3. Usa l`immagine del primo come oggetto per il secondo. Ora determinando l`ingrandimento, l`altezza, ecc. per la seconda lente facile; basta usare le stesse tecniche usate per il primo obiettivo. Solo che questa volta usi l`immagine invece dell`oggetto. Ricorda che l`immagine sarà solitamente a una distanza diversa dal secondo obiettivo rispetto alla distanza tra l`oggetto e il primo obiettivo.
    5. Nel nostro esempio questo è 50-33.3 = 16.7 centimetri per il secondo, perché l`immagine 33.3 centimetri dietro la prima lente. Usiamo questo, insieme alla lunghezza focale del nuovo obiettivo, per trovare l`immagine del secondo obiettivo.
      1/f = 1/giornoo + 1/gio
      1/5 = 1/16.7 + 1/gio
      0.2 - 0.0599 = 1/gio
      0.14 = 1/giornoio
      Dio= 7.14 centimetri
    6. Ora possiamo hio e calcola M per la seconda lente:
      (hio/ho) = -(dio/Do)
      (hio/-3.996) = -(7.14/16.7)
      hio = -(0,427) × -3.996
      hio = 1.71 centimetri
      M = (hio/ho)
      M = (1.71/-3.996) = -0,428
    7. Immagine titolata Calculate Magnification Step 12
      4. Continua così con qualsiasi obiettivo aggiuntivo. L`approccio standard è lo stesso se si posizionano 3, 4 o 100 obiettivi in ​​fila per un oggetto. Per ogni obiettivo, considera l`immagine dell`obiettivo precedente come oggetto e quindi usa l`equazione dell`obiettivo e l`equazione di ingrandimento per calcolare la risposta.
    8. Non dimenticare che i seguenti obiettivi possono invertire nuovamente la tua immagine. Ad esempio, l`ingrandimento che abbiamo calcolato sopra (-0,428) indica che l`immagine è circa 4/10 della dimensione dell`immagine del primo obiettivo, ma in posizione verticale, perché l`immagine del primo obiettivo era invertita.

    Consigli

    • I binocoli sono solitamente indicati da una moltiplicazione di due numeri. Ad esempio, i binocoli possono essere etichettati come 8x25 o 8x40. Il primo numero è l`ingrandimento del binocolo. Il secondo numero è la nitidezza dell`immagine.
    • Si noti che un ingrandimento con una singola lente, questo ingrandimento è un numero negativo se la distanza dall`oggetto è maggiore della lunghezza focale dell`obiettivo. Ciò non significa che l`oggetto apparirà più piccolo, ma che l`immagine verrà percepita al contrario.

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