Fisica della lente convessa: immagine quando l'oggetto è dentro la distanza focale
Quando un oggetto è posto più vicino di una distanza focale (f) a una lente convessa (convergente) — cioè distanza oggetto u < f — la lente forma un'immagine virtuale, diritta e ingrandita.
Caratteristiche dell'immagine
| Proprietà | Descrizione |
|---|---|
| Natura | Virtuale — I raggi luminosi divergono dopo la lente. Appaiono originarsi da un punto sul lato oggetto. Non può essere proiettata su uno schermo. |
| Orientamento | Dritta (Eretta) — Stesso orientamento dell'oggetto. Non invertita. |
| Dimensione | Ingrandita (Ampliata) — Altezza immagine > Altezza oggetto. Ingrandimento m = v/u > 1 (dove v è distanza immagine virtuale negativa). |
| Posizione | Sul stesso lato dell'oggetto, più lontana dalla lente dell'oggetto. Quando u → f, v → -∞. Quando u → 0, v → 0 (immagine alla lente, stessa dimensione). |
Logica del diagramma di raggi (Perché?)
- Raggio 1 (Parallelo all'asse): Si rifrange attraverso il punto focale F sul lato immagine.
- Raggio 2 (Attraverso centro ottico): Passa dritto, senza deviazioni.
- Risultato: Questi due raggi divergono sul lato immagine. Estendili all'indietro (virtualmente) nello spazio oggetto — convergono nel punto immagine virtuale.
Applicazione reale: L'ingranditore semplice (Lente d'ingrandimento)
Questo è come funziona una lente d'ingrandimento. Tieni la lente più vicina all'oggetto della sua distanza focale. Il tuo occhio (posto sul lato immagine) riceve i raggi divergenti. La lente del tuo occhio li converge sulla retina, interpretandoli come provenienti da un'immagine grande, diritta e virtuale a una distanza di visione confortevole (~25 cm punto vicino).
- Ingrandimento angolare: M = 25cm / f (cm) + 1 (per occhio rilassato all'infinito) o 25cm/f (immagine al punto vicino).
- Distanza focale corta = Alto potere. Una lente d'ingrandimento 10x ha f ≈ 2,5 cm.
Contrasto: Oggetto oltre la distanza focale (u > f)
Se l'oggetto si sposta oltre f: L'immagine si capovolge in Reale, Invertita (proiettabile su schermo). La dimensione dipende da u vs 2f. È così che fotocamere, proiettori e occhi (cornea + cristallino) formano immagini reali su sensori/retine.