Вирішені конвергентні функції лінз, типи та вправи



The сходяться лінзи це ті, які товщі в їхній центральній частині і тонші по краях. Як наслідок, вони концентруються (сходяться) в одній точці промені світла, що падають на них паралельно головній осі. Ця точка називається фокусом, або фокусом зображення, і представлена ​​буквою F. Конвергентні або позитивні лінзи формують так звані реальні зображення об'єктів..

Типовим прикладом збіжної лінзи є збільшувальне скло. Тим не менш, часто зустрічається цей тип лінз у більш складних пристроях, таких як мікроскопи або телескопи. Фактично, основний композитний мікроскоп складається з двох сходяться лінз, які мають малу фокусну відстань. Ці лінзи називаються об'єктивними і окулярними.

Конвергентні лінзи використовуються в оптиці для різних застосувань, хоча, напевно, найбільш відомим є виправлення дефектів зору. Таким чином, вони показані для лікування далекозорості, пресбіопії, а також деяких типів астигматизму, таких як гіперметропний астигматизм..

Індекс

  • 1 Характеристики
  • 2 Елементи сходяться лінз
  • 3 Формування зображень у конвергентних лінзах
  • 4 Типи сходяться лінз
  • 5 Різниця з розходячими лінзами
  • 6 Гаусові рівняння тонких лінз і збільшення лінзи
    • 6.1 Рівняння Гауса
    • 6.2 Збільшення об'єктива
  • 7 Вправа вирішена
  • 8 Посилання 

Особливості

Конвергуючі лінзи мають ряд характеристик, які їх визначають. У будь-якому випадку, мабуть, найважливішим є той, який ми вже висунули у своєму визначенні. Таким чином, сходяться лінзи характеризуються відхиленням через фокус будь-якого променя, який вражає їх у напрямку, паралельному головній осі.

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

Елементи сходяться лінз

Зважаючи на його дослідження, важливо знати, які елементи складають лінзи в загальних і конвергентних лінзах зокрема.

Загалом, оптичний центр лінзи називається точкою, за якою кожен промінь, що проходить через нього, не відчуває ніякого відхилення.

Основною віссю є лінія, що з'єднує оптичний центр і основний фокус, про які ми вже згадували, що представлено літерою F.

Основна увага приділяється точці, в якій знаходяться всі промені, які вражають об'єктив паралельно головній осі.

Відстань між оптичним центром і фокусом називається фокусною відстанню.

Центри кривизни визначаються як центри сфер, що створюють лінзу; будучи, з його боку, радіусами кривизни радіусами сфер, які дають початок лінзі.

І, нарешті, центральна площина лінзи називається оптичною площиною.

Формування зображень у конвергентних лінзах

Що стосується формування зображень у конвергентних лінзах, то необхідно враховувати ряд основних правил, які пояснюються нижче.

Якщо промінь вражає лінзу паралельно осі, виникаючий промінь збігається на фокусі зображення. І навпаки, якщо падаючий промінь проходить через фокус об'єкта, промінь виникає в напрямку, паралельному осі. Нарешті, промені, які перетинають оптичний центр, заломлюються, не відчуваючи жодного відхилення.

Як наслідок, в конвергентній лінзі можуть виникати такі ситуації:

- Те, що об'єкт розташований по відношенню до оптичної площині на відстані, що перевищує подвоєну фокусну відстань. У цьому випадку зображення, яке виробляється, є реальним, інвертованим і меншим, ніж об'єкт.

- Те, що об'єкт розташований на відстані від оптичної площини, що дорівнює подвоєній фокусної відстані. Коли це відбувається, отримане зображення є реальним зображенням, інвертованим і такого ж розміру, як і об'єкт.

- Те, що об'єкт знаходиться на відстані від оптичної площини між один раз і в два рази більше фокусної відстані. Потім створюється зображення, яке є реальним, інвертованим і більшим, ніж вихідний об'єкт.

- Те, що об'єкт розташований на відстані від оптичної площини, нижчої від фокусної відстані. У цьому випадку зображення буде віртуальним, прямим і більшим, ніж об'єкт.

Види сходяться лінз

Існують три різні типи сходяться лінз: двоопуклі лінзи, лінзи з плосковипусковими лінзами і увігнуті конвексні лінзи..

Biconvex лінзи, як випливає з назви, складаються з двох опуклих поверхонь. З іншого боку, плосковипуски мають плоску поверхню і опуклу поверхню. І, нарешті, увігнуто-опуклі лінзи складаються з злегка увігнутої і опуклої поверхні.

Різниця з розходячими лінзами

З іншого боку, розбіжні лінзи відрізняються від конвергентних лінз тим, що товщина зменшується від країв до центру. Таким чином, всупереч тому, що відбувалося з конвергентним, в даному типі лінзи розділяються світлові промені, які ударяються паралельно головній осі. Таким чином вони формують так звані віртуальні образи об'єктів.

У оптиці, розходяться або негативні лінзи, як вони також відомі, в основному використовуються для виправлення короткозорості.

Рівняння Гауса тонких лінз і збільшення лінзи

Загалом, тип досліджуваних лінз - це те, що називають тонкими лінзами. Вони визначаються як такі, що мають малу товщину порівняно з радіусами кривизни поверхонь, що їх обмежують.

Цей тип лінзи можна вивчати за допомогою рівняння Гауса і рівняння, що дозволяє визначити збільшення лінзи.

Рівняння Гауса

Рівняння Гауса тонких лінз служить для вирішення багатьох основних оптичних задач. Звідси його велике значення. Його вираження наступне:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Де 1 / f - це те, що називається потужністю 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. З іншого боку, p і q - відповідно відстань, на якому розташований об'єкт, і відстань, на якому спостерігається його зображення.

Збільшення лінзи

Бічне збільшення тонкої лінзи отримано з наступним виразом:

M = - q / p

Де М - це збільшення. Від величини збільшення можна зробити висновок:

Так | М | > 1, розмір зображення більше, ніж у об'єкта

Так | М | < 1, el tamaño de la imagen es menor que el del objeto

Якщо M> 0, то зображення знаходиться праворуч і на тій же стороні об'єктива, як і об'єкт (віртуальне зображення)

Так M < 0, la imagen está invertida y en el lado contrario que el objeto (imagen real)

Визначено вправу

Корпус розташований на відстані одного метра від збіжної лінзи, яка має фокусну відстань 0,5 метра. Як буде виглядати зображення тіла? Як далеко ви будете?

Маємо наступні дані: p = 1 м; f = 0,5 мкм.

Підставляємо ці значення до рівняння Гауса тонких лінз:

1 / f = 1 / p + 1 / q

І залишилося наступне:

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

Ми очистили 1 / q

1 / q = 1

Щоб, потім, очистити q і отримати:

q = 1

Отже, підставляємо в рівняння збільшення лінзи:

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

Тому зображення реальне, оскільки q> 0, інвертоване через M < 0 y de igual tamaño dado que el valor absoluto de M es 1. Por último, la imagen se encuentra a un metro de distancia del foco.

Список літератури

  1. Світло (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 18 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
  2. Лекнер, Джон (1987). Теорія відображення електромагнітних і частинок хвиль. Springer.
  3. Світло (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 20 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
  4. Об'єктив (n.d.). У Вікіпедії. Отримано 17 березня 2019 року з сайту en.wikipedia.org.
  5. Об'єктив (оптика). У Вікіпедії. Отримано 19 березня 2019 року з en.wikipedia.org.
  6. Hecht, Eugene (2002). Оптика (4-е изд.). Аддісон Уеслі.
  7. Tipler, Пол Аллен (1994). Фізика 3-е видання. Барселона: Reverté.