Come crea una lente immagini reali e virtuali?
Come crea una lente immagini reali e virtuali?
- Metti l’oggetto a tre distanze focali.
- Avvicinati al piano focale e osserva la distanza dell’immagine.
- Entra dentro il fuoco e osserva i prolungamenti.
Che cosa misurare
f, dₒ e dᵢ in m; dᵢ negativo indica immagine virtuale.
L’idea alla base
Una lente sottile convergente dirige i raggi paraxiali paralleli verso il fuoco. Un oggetto oltre il fuoco produce un’immagine reale capovolta dall’altro lato. Dentro il fuoco i raggi divergono: i prolungamenti individuano un’immagine virtuale diritta. Esattamente al fuoco l’immagine è all’infinito, caso segnalato nella misura. La forma del vetro è illustrativa; il calcolo usa la lente sottile.
1/f=1/dₒ+1/dᵢ · M=−dᵢ/dₒf, dₒ e dᵢ in m; dᵢ negativo indica immagine virtuale.
Costruisci il ragionamento
- Individua l’asse ottico e la normale a ogni interfaccia.
- Applica la riflessione, la legge di Snell o l’equazione paraxiale della lente secondo il modello.
- Verifica i casi limite: indici uguali, oggetto nel piano focale o fenditura molto più larga della lunghezza d’onda.
Esempio svolto 1
f=1 m e dₒ=3 m danno dᵢ=1.5 m e M=−0.5.
Esempio svolto 2
f=1 m e dₒ=0.5 m danno dᵢ=−1 m e M=2.
Applicazioni
Fotocamere, microscopi e fibre ottiche combinano percorsi geometrici e limiti ondulatori. Un’immagine geometricamente nitida può essere limitata dalla diffrazione.
Errore comune
Gli angoli si misurano dalla normale, non dalla superficie. Un’immagine virtuale si trova prolungando i raggi all’indietro: i raggi reali non vi convergono.
Un’indagine ulteriore
Trova la posizione che dà un’immagine reale di uguale dimensione.
Verifica la comprensione
Una distanza immagine negativa significa…
- Immagine virtuale
- Assenza di luce
- Energia negativa
Spiegazione
I prolungamenti individuano un’immagine virtuale. Uguale grandezza reale si ha a dₒ=2f.
Limiti del modello
Lente convergente sottile paraxiale. Nessuna aberrazione, spessore, dispersione o diffrazione.