Lens: mga uri ng lenses (physics). Mga paraan ng pagkolekta, optical dispersing lens. Paano upang matukoy ang uri ng lens?

Ang lenses ay may posibilidad na magkaroon ng isang spherical o halos spherical surface. Maaari silang maging matambok, malukong o flat (radius ng infinity). May dalawang ibabaw kung saan light pass. Maaari silang isama sa iba't ibang paraan upang bumuo ng iba't ibang uri ng lenses (photo ibinigay sa ibang pagkakataon sa artikulong ito):

• Kung ang parehong mga ibabaw ay matambok (panlabas hubog) gitnang bahagi ay mas makapal kaysa sa mga gilid.
• Lens na may matambok at malukong spheres ay tinatawag na meniscus.
• Lens na may isang patag na ibabaw ay tinatawag na isang plano-lukob o plano-umbok, depende sa likas na katangian ng iba pang mga globo.

Paano upang matukoy ang uri ng lens? Ipaalam sa amin suriin ito nang mas detalyado.

Pagkolekta ng lenses: mga uri ng lenses

Hindi alintana ng pagkabit ibabaw kung ang kanilang mga kapal sa gitnang bahagi ay mas malaki sa gilid, sila ay isinangguni sa pagkolekta. Magkaroon ng isang positibong focal length. Ang mga sumusunod na uri ng mga nagtatagpo lenses:

• plano-umbok,
• biconvex,
• isang pausbong (meniscus).

Ang mga ito ay tinatawag na "positibong".

Spread lenses: mga uri ng lenses

Kung ang kanilang mga kapal ay mas payat sa gitna kaysa sa mga gilid, sila ay tinatawag na scattering. Magkaroon ng isang negatibong focal length. Mayroong ilang mga uri ng mga scattering lenses:

• plano-lukob,
• biconcave,
• malukong-matambok (meniscus).

Ang mga ito ay tinatawag na "negatibo."

pangunahing mga konsepto

Ang sinag maghiwalay mula sa isang punto pinagmulan ng isang solong point. Ang mga ito ay tinatawag na poste. Kapag ang beam pumapasok sa lens, ang bawat poste ay refracted sa pamamagitan ng pagbabago ng direksyon nito. Para sa kadahilanang ito, ang beam ay maaaring lumabas mula sa lens sa isang higit pa o mas mababa magkakaiba.

Ang ilang uri ng optical lenses baguhin ang direksyon ng mga rays sa gayon ay magkasalubong sila sa isang solong point. Kung ang liwanag na pinagmulan ay itapon ng hindi bababa sa focal distance, ang beam converges sa isang punto kung saan, hindi bababa sa parehong distansya.

Real at virtual imahe

Ang isang punto pinagmulan ng liwanag ay tinatawag na may-bisang object, at ang punto ng tagpo ng beam ng sinag na nagmumula sa lens, ito ay isang wastong imahe.

Kahalagahan may isang array ng mga pinagkukunan point na ipinamahagi sa karaniwan ay isang patag na ibabaw. Ang isang halimbawa ay ang larawan sa ground salamin, may ilaw mula sa likod. Ang isa pang halimbawa ng filmstrip ay iluminado mula sa likod upang ang mga ilaw mula sa mga ito ang pumasa sa pamamagitan ng lens, multiply nito ang imahe sa isang patag na screen.

Sa mga kasong ito, makipag-usap tungkol sa mga eroplano. Point sa imahe plane 1: 1 ay tumutugma sa mga point sa object eroplano. Ang parehong naaangkop sa heometriko mga numero, kahit na ang mga nagresultang larawan ay maaaring saliwain na may paggalang sa mga bagay mula sa itaas hanggang sa ibaba o kaliwa papuntang kanan.

Toe-ray sa isang punto ay lumilikha ng isang tunay na imahe, at ang pagkakaiba - haka-haka. Kapag ito ay malinaw na nakasaad sa screen - ito ay may-bisa. Kung ang parehong mga imahe ay maaaring makita sa pamamagitan lamang ng pagtingin sa pamamagitan ng lens patungo sa liwanag source, ito ay tinatawag na haka-haka. Reflection sa salamin - haka-haka. Isang larawan na maaaring makita sa pamamagitan ng isang teleskopyo - pati na rin. Ngunit ang projection ng lens ng camera sa film ay nagbibigay ng isang tunay na imahe.

haba ng pagpokus

Focus lenses ay maaaring matagpuan sa pamamagitan ng pagpasa sa pamamagitan nito ang isang sinag ng parallel ray. Ang punto kung saan dumating sila sama-sama, at ito ay tumutok F. distance Ang mula sa focal point ng lens ay tinatawag na kanyang focal length f. maaari mong laktawan ang parallel rays mula sa kabilang bahagi at sa gayon ay makahanap ng F sa magkabilang panig. Ang bawat lens ay may dalawang dalawang F at f. Kung ito ay relatibong manipis kung ihahambing sa kanyang focal length, ang huli ay humigit-kumulang pantay.

Pagkakalayo at Convergence

Nailalarawan sa pamamagitan ng isang positibong focal length nagtatagpo lens. Mga paraan ng ganitong uri ng lenses (plano-umbok, biconcave, meniskus) bawasan ang rays na nanggagaling sa labas ng mga ito, ng higit sa mga ito ay nabawasan sa ito. Ang pagkolekta ng lenses ay maaaring binuo bilang tunay at haka-haka imahe. Ang una ay nabuo lamang kung ang distansya mula sa lens sa bagay ay mas malaki kaysa sa focal.

Nailalarawan sa pamamagitan ng isang negatibong focal length diverging lens. Mga paraan ng ganitong uri ng lenses (plano-lukob, biconcave, meniskus) diluted rays mahigit nagdiborsyo sila bago pagkuha sa kanilang ibabaw. Spread lenses lumikha ng isang virtual na imahe. Lamang kapag ang tagpo ng ang insidente rays makabuluhang (converge sila sa isang lugar sa pagitan ng lens at ang focal point sa tapat ng gilid) nabuo rays ay maaari pa ring magtagpo upang bumuo ng isang tunay na imahe.

mahahalagang pagkakaiba

Dapat itong maging napaka-ingat upang makilala ang convergence o pagkakalayo ng beam convergence o pagkakalayo lens. Mga uri ng mga lenses at Puchkov Sveta ay maaaring hindi ang pareho. Rays na nauugnay sa isang bagay o imahe punto, ay tinatawag na divergent kung sila "tumakas" at nagtatagpo sa isang lugal kung sila "magtipon" sama-sama. Sa anumang panlahat na ehe optical sistema optical axis ay ang landas ng ray. Ang poste sa kahabaan ng axis pass nang walang anumang pagbabago ng direksyon dahil sa repraksyon. Ito ay, sa katunayan, isang mahusay na kahulugan ng optical axis.

Beam kung saan ay lumilipat ang layo mula sa distansya mula sa optical axis ay tinatawag na magkakaiba. At ang isa na ay nakakakuha ng mas malapit sa mga ito, ay tinatawag na isang lugal. Rays parallel sa optical axis, ang mga zero convergence o pagkakalayo. Kaya, kapag ang pakikipag-usap tungkol sa mga convergence o pagkakalayo ng beam, ito sang-ayon sa optical axis.

Ang ilang mga uri ng lenses, ang pisika na kung saan ay tulad na ang beam ay pinalihis sa isang mas malaking lawak sa optical axis, ay nakolekta. magsalubong nila ray magkasalubong ng mas maraming at magkakaiba ang paglipat ang layo mas mababa. Ang mga ito ay kahit na magagawang, kung ang kanilang lakas ay sapat na para sa hangaring ito, gumawa ng isang bundle ng mga parallel o isang lugal. Katulad nito diverging lens ay maaaring matunaw mas diverging sinag, at nagtatagpo - upang gumawa ng parallel o magkakaiba.

magnifying baso

Ang isang lens na may dalawang matambok ibabaw makapal sa gitna kaysa sa mga gilid, at maaaring magamit bilang isang simpleng magnifier o antipara. Sa kasong ito, ang mga tagamasid ng pagtingin sa kanyang isip, malaking imahe. Ang lens ng camera, gayunpaman, ay bumubuo sa film o sensor aktwal na karaniwan ay nabawasan sa laki kumpara sa object.

salamin sa mata

Ang kakayahan ng lens upang baguhin ang convergence ng liwanag ay tinatawag na ang kanyang lakas. Ito ay ipinahayag sa diopters D = 1 / f, kung saan f - focal haba sa metro.

Sa lens gamit ang kapangyarihan ng 5 diopters f = 20 cm. Ay nagpapahiwatig na ito diopter optometrist pagsusulat resetang salamin sa mata. Halimbawa, siya ay naitala 5.2 diopters. Sa workshop tapos workpiece kumuha ng 5 diopters, na nagreresulta sa pabrika, at isang bit inyong ginigiling ang isa na ibabaw upang magdagdag ng 0.2 diopters. Ang prinsipyo ay na para sa manipis na lenses, kung saan dalawang lugar ay malapit sa isa't isa, ay siniyasat panuntunan na ang kanilang kabuuang kapangyarihan ay ang kabuuan ng bawat dioptre: D = D ₁ + D _2.

teleskopyo ni Galileo

Sa ni Galileo oras (sa simula ng XVII siglo), tumuturo sa Europa ay malawak na magagamit. Sila ay may posibilidad na manufactured sa Netherlands at ibinahagi sa pamamagitan ng kalye vendor. Galileo narinig na ang isang tao sa Netherlands ilagay ang dalawang uri ng lenses sa isang tube, upang malayong bagay mukhang mas malaki. Siya na ginagamit ng isang telephoto lens nangangalap sa isang dulo ng tube, at isang short-throw scattering kasangkapan para sa mata sa kabilang dulo. Kung ang lens focal length katumbas ng f _o at kasangkapan para sa mata f _e, ang distansya sa pagitan ng mga ito ay dapat na f _{o-f e,} at ang puwersa (angular parangal) f _o / f _e. Tulad ng isang pamamaraan ay tinatawag Galileo pipe.

Telescope ay nagdaragdag 5 o 6 fold, maihahambing sa kontemporaryong hand-gaganapin binocular. Ito ay sapat na para sa maraming mga kapana-panabik na astronomical na obserbasyon. Maaari mong madaling makita ang lunar craters, apat na buwan ng Jupiter, the rings ng Saturn, mga phase ng Venus, nebulae, at kumpol ng bituin, pati na rin ang pinakamalabong bituin sa Milky Way.

Kepler telescope

Narinig Kepler tungkol sa lahat na ito (siya corresponded Galileo) at itinayo ng iba pang mga uri ng telescope na may dalawang pagkolekta ng lens. Ang isa kung saan ang isang malaking focal length, isang lens, at isa na kung saan ito ay mas mababa - kasangkapan para sa mata. Ang distansya sa pagitan ng mga ito ay katumbas ng f _o + f _e, at ang angular parangal ay f _o / f _e. Ito Keplerian (o pang-astronomiya) teleskopyo ay lumilikha ng isang Baliktad na imahe, ngunit para sa ang mga bituin at ang buwan na ito ay hindi mahalaga. Pamamaraan na ito ay nagbigay ng isang mas kahit liwanag ng field ng pagtingin kaysa sa Galileo teleskopyo, at noon ay mas maginhawa upang gamitin dahil pinapayagan na panatilihin ang iyong mga mata sa isang nakapirming posisyon at makita ang buong field ng pagtingin mula sa gilid sa gilid. Ang aparato ay nagbibigay-daan upang makamit ang isang mas mataas na pagtaas sa Galileo tube walang malubhang pagkasira.

Ang parehong mga teleskopyo magdusa mula sa pabilog pagkaligaw, na nagreresulta sa isang imahe hindi ganap na nakatuon, at kromatiko pagkaligaw, na lumilikha ng kulay fringing. Kepler (Newton) ay naniniwala na ang mga depekto ay hindi maaaring ma-pagtagumpayan. Hindi nila inasahan na maaaring may mga uri ng mga achromatic lens, ang pisika na kung saan ay kilala lamang sa XIX siglo.

na sumasalamin teleskopyo

Gregory iminungkahi na bilang ang lens teleskopyo mirrors ay maaaring gamitin, dahil wala silang kulay fringing. Newton kinuha ang ideyang ito at lumikha ng isang Newtonian telescope ang hugis ng isang malukong silvered mirror at isang positibong kasangkapan para sa mata. Inabutan niya ang mga sample sa Royal Society, kung saan siya ay nananatiling sa araw na ito.

Single-lens teleskopyo ay maaaring proyekto ng isang imahe papunta sa isang screen o film. Para sa tamang pagtaas ay nangangailangan ng isang positibong lens na may malaking focal distance, sabihin nating, 0.5 m, 1 m o maraming metro. Ang gayong kaayusan ay madalas na ginagamit sa pang-astronomiya photography. Ang mga tao pamilyar sa optika ay maaaring mukhang makabalighuan sitwasyon kung saan weaker mahabang focus lens ay nagbibigay sa mas malawak na pagtaas.

spheres

Ito ay iminungkahi na ang mga sinaunang kultura ay maaaring nagkaroon ng mga teleskopyo, dahil ginawa nila ang maliit na salamin kuwintas. Ang problema ay na ito ay hindi kilala kung ano ang kanilang ginagamit, at sila ay, siyempre, ay hindi bumubuo ng batayan ng isang mahusay na teleskopyo. Balls ay maaaring gamitin para sa pagtaas ng maliliit na bagay, ngunit ang kalidad at sa parehong oras ay halos hindi kasiya-siya.

Ang focal haba ng perpektong globo glass ay napaka-ikling at bumubuo ng isang tunay na imahe ay napakalapit na ng globo. Bilang karagdagan, aberrations (geometric pagbaluktot) makabuluhan. Ang problema ay namamalagi sa ang distansya sa pagitan ng dalawang ibabaw.

Gayunpaman, kung gumawa ka ng isang malalim na equatorial-ukit upang harangan ang sinag, na maging sanhi ng mga depekto imahe, ito ay lumiliko out napaka-pangkaraniwan magnifying glass sa isang fine. Ang desisyon na ito ay naiugnay sa Coddington, isang magnifier ng kanyang pangalan ay mabibili ngayon sa isang maliit na hand-gaganapin magnifiers upang mag-aral napakaliit na bagay. Ngunit ang katibayan na ito ay tapos na bago ang ika-19 siglo, hindi.