Lenses: rupa lenses (fisika). Wangun ngumpulkeun, lensa dispersing optik. Kumaha nangtukeun jinis lénsa?

The lenses condong boga permukaan buleud atanapi ampir buleud. Éta bisa jadi gilig, kerung atanapi datar (radius takterhingga). Boga dua surfaces ngaliwatan nu lampu pas. Éta bisa digabungkeun dina cara pikeun ngabentuk tipena béda lenses (poto dibere engké dina artikel ieu):

• Mun duanana surfaces nu gilig (lahiriah melengkung) bagian sentral anu kandel ti edges.
• Lénsa jeung spheres gilig tur kerung disebut meniscus nu.
• Lensa ku datar disebut plano-kerung atanapi plano-gilig, gumantung kana sifat lapisan lianna.

Kumaha nangtukeun jinis lénsa? Hayu urang nalungtik ieu leuwih jéntré.

Ngumpulkeun lenses: rupa lenses

Paduli surfaces gandeng mun ketebalan maranéhanana di bagian sentral anu gede ti edges, aranjeunna disebut ngumpulkeun. Boga panjang fokus positif. handap jenis converging lenses:

• plano-gilig,
• biconvex,
• a concavo-convex (meniscus).

Éta nu disebut "positif".

lenses sumebarna: rupa lenses

Mun ketebalan maranéhanana nyaéta thinner di puseur ti di edges, sabab nu disebut scattering. Boga négatip panjang fokus. Aya sababaraha jinis scattering lenses:

• plano-kerung,
• biconcave,
• kerung-convex (meniscus).

Éta nu disebut "négatip."

konsep dasar

Sinar diverge ti sumber point of a titik tunggal. Sabab nu disebut beam. Nalika beam diasupkeun lensa, unggal beam keur refracted ku cara ngarobah arah na. Ku sabab kitu, beam nu tiasa kaluar lénsa dina leuwih atawa kirang divergent.

Sababaraha jenis di lenses optik ngarobah arah sinar ambéh maranéhanana konvergen di hiji titik tunggal. Lamun sumber cahya disposed sahenteuna dina jarak fokus, beam nu converges dina hiji titik anu, sahenteuna dina jarak anu sarua.

Gambar nyata jeung maya

Hiji sumber titik cahaya disebut obyék valid, sarta titik konvergénsi nu beam sinar datang ti lensa, éta téh gambar sah.

Pentingna boga hiji Asép Sunandar Sunarya ti sumber titik disebarkeun ngaliwatan biasana tempat nu datar. Hiji conto nyaéta gambar dina kaca taneuh, cahayana ti tukangeun. conto sejen tina filmstrip kasebut bercahya ti tukangeun supados lampu ti dinya dialirkeun lensa, multiplies gambar dina layar datar.

Dina kasus ieu, ngobrol ngeunaan pesawat. Titik dina pesawat gambar 1: 1 pakait jeung titik dina pesawat obyék. Sami manglaku ka inohong geometri, sanajan gambar anu dihasilkeun bisa inverted nu aya kaitannana ka obyék ti luhur ka handap atawa ka kenca ka katuhu.

Toe-sinar dina hiji titik nyiptakeun gambar nyata, sarta bédana - imajinér. Lamun eta geus jelas outlined dina layar - éta sah. Lamun gambar sarua bisa ditempo ngan ku pilari ngaliwatan lénsa arah sumber lampu, mangka disebut imajinér. Cerminan dina eunteung - imajinér. Hiji gambar nu bisa ditempo ngaliwatan teleskop a - ogé. Tapi proyéksi ti lénsa kaméra pikeun film méré gambar nyata.

panjang fokus

lenses fokus bisa kapanggih ku ngaliwatan hiji beam sinar paralel. Titik dina nu aranjeunna datangna babarengan, sarta eta moal fokus F. jarak nu ti titik fokus lénsa disebut na fokus panjangna f. Anjeun bisa ngaliwatan sinar paralel ti sisi séjén sahingga manggihan F dina dua sisi. Unggal lénsa boga dua dua F jeung f. Lamun relatif ipis dibandingkeun panjang fokus anak, dimungkinkeun aya kurang leuwih sarua.

Divergence na Konvergen

Dicirikeun ku lenses panjangna converging fokus positif. Wangun tipe ieu lenses (plano-gilig, biconcave, meniscus) ngurangan sinar datang kaluar sahijina, leuwih ti aranjeunna geus diréduksi jadi ieu. The lenses ngumpulkeun bisa ngawujud jadi nyata na hiji gambar imajinér. Kahiji kabentuk ngan lamun jarak ti lénsa jeung obyék anu gede ti fokus dina.

Dicirikeun ku négatip fokus panjangna diverging lenses. Wangun tipe ieu lenses (plano-kerung, biconcave, meniscus) sinar diluted leuwih ti maranéhanana cerai saméméh lalaki dina beungeut maranéhanana. lenses sumebar nyieun hiji gambar maya. Ngan nalika konvergénsi kajadian sinar signifikan (aranjeunna konvergen wae antara lénsa sarta titik fokus di sisi sabalikna) sinar kabentuk bisa kénéh konvergen pikeun ngabentuk gambar nyata.

Bedana penting

Ayeuna kudu ati pisan ngabedakeun konvergénsi atanapi divergence tina konvergénsi balok atawa lénsa divergence. Rupa lenses na Puchkov Sveta bisa jadi sarua. Sinar pakait sareng hiji obyék atawa gambar titik, disebut divergent lamun aranjeunna "ngaji diri" sarta convergent lamun aranjeunna "ngumpulkeun" babarengan. Dina sagala coaxial Sistim optik optik sumbu anu jalur tina sinar. The beam sapanjang sumbu nu pas tanpa parobahan arah alatan réfraksi. Éta, kanyataanna, harti alus tina sumbu optik.

Beam nu geus pindah jauh ti kajauhan ti sumbu optik disebut divergent. Sarta salah sahiji anu keur meunang ngadeukeutan ka dinya, disebutna convergent. Sinar sajajar jeung sumbu optik, nu sarua jeung nol konvergénsi atanapi divergence. Ku kituna, lamun ngobrol ngeunaan konvergénsi atanapi divergence of beam, éta correlated jeung sumbu optik.

Sababaraha jenis di lenses, anu fisika ngeunaan nu sapertos nu beam keur deflected ka extent gede kana sumbu optik, nu dikumpulkeun. Aranjeunna konvergen sinar konvergen beuki divergent pindah jauh kirang. Aranjeunna malah bisa, upami kakuatan maranéhanana nyaéta kacukupan keur tujuan ieu, ngadamel kebat tina paralel atawa convergent. Nya kitu diverging lénsa bisa ngaleyurkeun sinar langkung diverging, sarta converging - sangkan sajajar atanapi divergent.

gelas pembesar

A lénsa dua surfaces gilig kandel di puseur ti di edges, sarta bisa dipaké salaku magnifier basajan atawa loupe. Dina hal ieu, observer pilari ngaliwatan imajinér, gambar badag nya. Lénsa kaméra kasebut, ngabentuk dina pilem atawa sénsor sabenerna biasana ngurangan di ukuranana dibandingkeun kalawan obyék.

spectacles

Kamampuh lénsa ka ngarobah konvergénsi lampu disebut kakuatan na. Hal ieu diwujudkeun dina diopters D = 1 / f, dimana f - panjang fokus dina méter.

Dina lensa kalawan kakawasaan 5 diopters f = 20 cm. Ieu nunjukkeun diopter optometrist nulis gelas resép. Contona, anjeunna dirékam 5.2 diopters. Dina workshop éta réngsé workpiece nyandak 5 diopters, hasilna pabrik, jeung bit grind salah permukaan pikeun nambahkeun 0.2 diopters. prinsipna nya eta pikeun lenses ipis, nu dua wewengkon nu deukeut ka nu séjén, nu ditempo aturan yén total kakuatan maranéhanana ngarupakeun jumlah unggal dioptre: D = D ₁ + D _2.

teleskop Galileo urang

Dina jangka waktu Galileo urang (awal abad XVII), nunjuk di Éropa nya lega aya. Aranjeunna condong jadi dijieun di Walanda sarta disebarkeun ku PKL. Galileo uninga yen batur di Walanda nempatkeun dua jenis lenses di tube, mun objek nu jauh sigana nu leuwih gede. Anjeunna dipaké lénsa telephoto gathers dina hiji tungtung tabung, sarta pondok sopinating scattering eyepiece di tungtung séjén. Lamun panjang fokus lénsa sarua f _o na eyepiece f _e, jarak antara aranjeunna kedah f _o -f _e, sarta gaya (sudut magnification) f _o / f _e. skéma Saperti disebut pipe Galileo.

Teleskop boga naek 5 atawa 6 melu, comparable kana kekeran leungeun-diayakeun kontemporer. Ieu kacukupan keur loba seru observasi astronomi. Anjeun tiasa sacara gampil ningali kawah lunar, opat bulan ti Jupiter, cingcin tina Saturnus, nu fase Vénus, nebulae, sarta klaster béntang, sabab ogé béntang faintest dina susu Jalan.

Kepler teleskop

Kepler Nu Uninga Ngeunaan sadayana ieu (anjeunna corresponded Galileo) jeung diwangun jenis sejen tina teleskop kalawan dua lenses ngumpulkeun. Hiji nu panjang ageung fokus, lénsa, sarta hiji nu éta kirang - eyepiece nu. Jarak antara aranjeunna sarua jeung f _o + f _e, jeung magnification sudut mangrupakeun f _o / f _e. Ieu Keplerian (atawa astronomi) teleskop nyiptakeun hiji gambar inverted, tapi pikeun béntang atawa bulan henteu masalah. skéma ieu disadiakeun hiji deui malah katerangan ngeunaan widang view batan teleskop Galilean, sarta éta leuwih merenah ngagunakeun sakumaha hal ieu ngamungkinkeun tetep panon anjeun dina posisi dibereskeun tur tingal sakabeh widang view ti ujung nepi ka ujung. alat nu ngamungkinkeun pikeun ngahontal kanaékan luhur batan tube Galileo tanpa deterioration serius.

Duanana teleskop kakurangan tina aberration buleud, hasilna hiji gambar teu lengkep fokus, jeung aberration chromatic, nu nyiptakeun warna Gosong Sekunci. Kepler (Newton) dipercaya yén defects ieu teu bisa nungkulan. Aranjeunna teu ngantisipasi nu meureun aya rupa lenses achromatic, anu fisika nu bakal dipikawanoh wungkul dina abad XIX.

reflecting teleskop

Gregory ngusulkeun yén salaku lensa kaca spion teleskop bisa dipaké, sabab kudu aya Gosong Sekunci warna. Newton nyandak gagasan ieu sareng dijieun teleskop Newtonian bentuk eunteung silvered kerung sarta eyepiece positif. Anjeunna dibikeun sampel ka Royal Society, dimana anjeunna tetep nepi ka poé ieu.

Single-lensa teleskop tiasa proyek hiji gambar onto layar atawa pilem. Pikeun nambahan ditangtoskeun merlukeun lénsa positif kalayan jarak badag fokus, sebutkeun, 0,5 m, 1 m atawa loba méter. Misalna hiji susunan anu mindeng dipaké dina fotografi astronomis. Jalma biasa jeung élmu optik bisa sigana kaayaan paradoxical dimana lemah lénsa fokus lila témbong nambahan gede.

spheres

Geus diusulkeun yén budaya baheula mungkin geus miboga teleskop, sabab tuh nu manik kaca saeutik. masalah téh nya éta kanyahoan naon anu maranéhna dipaké, sarta aranjeunna, tangtosna, bisa teu ngabentuk dasar hiji teleskop alus. Bal bisa dipaké pikeun ngaronjatna objék leutik, tapi kualitas dina waktos anu sareng éta boro nyugemakeun.

Panjang fokus dina lapisan kaca idéal pisan pondok sarta ngawujud hiji gambar nyata pisan deukeut lapisan nu. Sajaba ti éta, aberrations (distorsi geometric) signifikan. masalah perenahna di jarak antara dua surfaces.

Sanajan kitu, lamun ngadamel alur katulistiwa jero pikeun meungpeuk sinar, nu ngakibatkeun defects gambar, tétéla kaca pembesar pisan si asa kana rupa hiji. kaputusan ieu attributed ka Coddington, a magnifier tina ngaranna bisa dibeuli dinten di hiji magnifiers leungeun-diayakeun leutik keur diajar objék leutik pisan. Tapi bukti anu ieu dipigawé saméméh abad ka-19, henteu.