ЗБІРНА ЛІНЗА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДИ ТА РОЗВ’ЯЗАНІ ВПРАВИ - ФІЗИЧНІ - 2025

Ці збирають лінзи є тонше по краях, які товщі в його центральній частині. Як наслідок, вони концентрують (сходяться) промені світла, які падають на них паралельно головній осі в одній точці. Ця точка називається фокусом, або фокусом зображення, і представлена ​​буквою F. Конвергуючі або позитивні лінзи утворюють ті, що називаються реальними зображеннями предметів.

Типовим прикладом збірної лінзи є лупа. Однак звичайно зустріти цей тип лінз у набагато складніших пристроях, таких як мікроскопи або телескопи. Насправді основний складовий мікроскоп - це такий, що складається з двох об'єктив, що сходяться, які мають невелику фокусну відстань. Ці лінзи називають об'єктивними та окулярними.

Лупа, збірна лінза.

Конвертуючі лінзи використовуються в оптиці для різних застосувань, хоча, мабуть, найвідомішим є виправлення дефектів зору. Таким чином, вони показані для лікування далекозорості, пресбіопії, а також деяких видів астигматизму, таких як гіперопічний астигматизм.

характеристики

Збірна лінза. Четворно

Конвертуючі лінзи мають ряд характеристик, які їх визначають. У будь-якому випадку, мабуть, найважливішим є той, який ми вже просунули у своєму визначенні. Таким чином, збірні лінзи характеризуються відхиленням через фокус будь-якого променя, який падає на них у напрямку, паралельному головній осі.

Крім того, взаємно будь-який падаючий промінь, який проходить фокус, заломлюється паралельно оптичній осі лінзи.

Перетворюючі елементи об'єктива

Для його дослідження важливо знати, які елементи складають лінзи взагалі та зокрема збіжні лінзи.

Взагалі його називають оптичним центром лінзи до тієї точки, коли кожен промінь, який проходить через нього, не відчуває жодного відхилення.

Головна вісь - це лінія, що приєднується до оптичного центру, а основний фокус, який ми вже прокоментували, зображений буквою F.

Основний фокус - точка, де всі промені, які потрапляють на лінзу, паралельні головній осі.

Фокусна відстань - відстань між оптичним центром та фокусом.

Центри викривлення визначаються як центри сфер, які створюють лінзу; Радіуси кривизни - це радіуси сфер, що породжують лінзу.

І нарешті, центральну площину лінзи називають оптичною площиною.

Формування зображення в об'єктивних об'єктивах

Для формування зображень у збірних лінзах необхідно враховувати ряд основних правил, які пояснюються нижче.

Якщо промінь вражає лінзу паралельно осі, промінь, що виникає, сходить на фокус зображення. І навпаки, якщо падаючий промінь проходить через фокус об'єкта, промінь виникає у напрямку, паралельному осі. Нарешті, промені, які проходять через оптичний центр, заломлюються, не відчуваючи ніякого відхилення.

Як наслідок, у конвергентній лінзі можуть виникнути такі ситуації:

- щоб об'єкт був розташований відносно оптичної площини на відстані, що перевищує вдвічі більше фокусної відстані. У цьому випадку зображення, яке створюється, є реальним, перевернутим і меншим за об'єкт.

- щоб об'єкт був розташований на відстані від оптичної площини, що дорівнює двічі фокусної відстані. Коли це відбувається, отримане зображення є реальним зображенням, перевернутим і такого ж розміру, як об’єкт.

- щоб об'єкт знаходився на відстані від оптичної площини між раз і вдвічі більше фокусної відстані. Тоді створюється зображення, яке є реальним, перевернутим і більшим за вихідний об'єкт.

- щоб об'єкт був розташований на відстані від оптичної площини, меншої за фокусну відстань. У цьому випадку зображення буде віртуальним, прямим та більшим, ніж об’єкт.

Види збірних лінз

Існує три різні типи збірних лінз: двоопуклі лінзи, плано-опуклі лінзи та увігнуто-опуклі лінзи.

Двоопуклі лінзи, як випливає з назви, складаються з двох опуклих поверхонь. Плано-опуклі, тим часом, мають плоску і опуклу поверхню. І нарешті, увігнуті опуклі лінзи складаються з трохи увігнутої та опуклої поверхні.

Різниця з розбіжними лінзами

Збірна лінза. Fir0002 (розмова) (Завантаження)

З іншого боку, розбіжні лінзи відрізняються від збірних лінз тим, що товщина зменшується від країв у напрямку до центру. Таким чином, всупереч тому, що сталося з конвергентними лінзами, в цьому типі лінз світлові промені, які б'ють паралельно головній осі, розділяються. Таким чином вони формують так звані віртуальні образи об’єктів.

В оптиці дивергентні або негативні лінзи, як вони також відомі, застосовуються насамперед для корекції короткозорості.

Рівняння Гаусса тонких лінз та збільшення об'єктива

Загалом, тип лінз, які вивчаються, називають тонкими лінзами. Вони визначаються як ті, що мають невелику товщину порівняно з радіусами кривизни поверхонь, що їх обмежують.

Цей тип лінз можна вивчити за рівнянням Гаусса та з рівнянням, що дозволяє визначити збільшення об'єктива.

Рівняння Гаусса

Для вирішення безлічі основних оптичних задач використовується рівняння Гаусса для тонких лінз. Звідси його велике значення. Вираз його полягає в наступному:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Де 1 / f - це називається потужність лінзи, а f - фокусна відстань або відстань від оптичного центру до фокусу F. Одиницею вимірювання потужності лінзи є діоптрія (D), де 1 D = 1 м ^-1 . Зі свого боку, p і q - це відповідно відстань, на якій знаходиться об'єкт, і відстань, на якій спостерігається його зображення.

Збільшення лінзи

Бічне збільшення тонкої лінзи виходить із таким виразом:

M = - q / p

Де M - збільшення. Зі значення збільшення можна вивести ряд наслідків:

Якщо -M-> 1, розмір зображення більший за об'єкт

Якщо -M- <1, розмір зображення менший за розмір об'єкта

Якщо M> 0, зображення є правильним і на тій же стороні об'єктива, що і об'єкт (віртуальне зображення)

Якщо M <0, зображення перевернуто і знаходиться на протилежній стороні об'єкта (реальне зображення)

Вправа вирішена

Тіло розташоване в одному метрі від об'єктивного об'єктива, що має фокусну відстань 0,5 метра. Як буде виглядати образ тіла? Як далеко це буде?

Маємо такі дані: p = 1 м; f = 0,5 м.

Ми підключаємо ці значення до рівняння Гаусса для тонких лінз:

1 / f = 1 / p + 1 / q

І залишається наступне:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Виділяємо 1 / q

1 / q = 1

Щоб очистити q і отримати:

q = 1

Отже, в рівняння підставляємо збільшення для лінзи:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

Отже, зображення дійсне, оскільки q> 0, перевернене тому, що M <0 і однакового розміру, оскільки абсолютне значення M дорівнює 1. Нарешті, зображення знаходиться в одному метрі від фокуса.

Список літератури

1. Світло (го). У Вікіпедії. Отримано 18 березня 2019 року з es.wikipedia.org.
2. Лекнер, Джон (1987). Теорія відбиття електромагнітних та частотних хвиль. Спрингер.
3. Світло (го). У Вікіпедії. Отримано 20 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
4. Об'єктив (другий). У Вікіпедії. Отримано 17 березня 2019 року з es.wikipedia.org.
5. Об'єктив (оптика). У Вікіпедії. Отримано 19 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
6. Гехт, Євген (2002). Оптика (4-е видання). Аддісон Веслі.
7. Тіплер, Пол Аллен (1994). Фізичні. 3-е видання. Барселона: Я перевернув.