Lenses: aina ya lenses (fizikia). Aina za kukusanya, macho kutawanya Lens. Jinsi ya kuamua aina ya Lens?

lenzi huwa na mviringo au karibu spherical ya ardhi. Wanaweza kuwa mbonyeo, concave au gorofa (Radius ya infinity). Kina sura mbili kwa njia ambayo mwanga hupita. Wanaweza kuwa pamoja kwa njia tofauti na kuunda aina tofauti ya lenzi (picha kutolewa baadaye katika makala hii):

• Kama nyuso zote mbili ni mbonyeo (kwa nje ikiwa) sehemu ya kati ni nzito kuliko kingo.
• Lens na nyanja mbonyeo na concave inaitwa meniscus.
• Lens na uso gorofa inaitwa plano-concave au plano-mbonyeo, kulingana na hali ya nyanja nyingine.

Jinsi ya kuamua aina ya Lens? Hebu kuchunguza hili kwa undani zaidi.

Kukusanya lenzi: aina ya lenses

Bila kujali nyuso coupling ikiwa unene wao katika sehemu ya kati ni zaidi ya kingo, wao ni inajulikana kukusanya. Kuwa chanya focal urefu. aina zifuatazo za vinavyokutanika lenzi:

• plano-mbonyeo,
• biconvex,
• concavo mbonyeo (meniscus).

Wao ni kuitwa "chanya".

Kuenea lenzi: aina ya lenses

Kama unene yao ni nyembamba katikati ya pembezoni, ni kuitwa ovyo. Kuwa mbaya focal urefu. Kuna baadhi ya aina ya kutawanya lenzi:

• plano-concave,
• biconcave,
• concave-mbonyeo (meniscus).

Wao ni kuitwa "hasi."

dhana ya msingi

rays epa kutoka chanzo hatua ya pointi moja. Wao ni kuitwa boriti. Wakati boriti inaingia lenzi, kila boriti ni refracted kwa kubadilisha mwelekeo wake. Kwa sababu hii, boriti unaweza exit Lens katika zaidi au chini mbali mbali.

Baadhi ya aina ya lenses macho mabadiliko ya uongozi wa rays ili hukutana katika hatua moja. Kama chanzo cha mwanga ni ya kutupa angalau kwa mbali focal, boriti unakutana katika hatua ambayo, angalau kwa mbali moja.

picha halisi na virtual

chanzo hatua ya mwanga inaitwa kitu halali, na hatua ya muunganiko wa boriti ya rays kuja kutoka lenzi, ni picha sahihi.

Umuhimu ina mpangilio wa vyanzo uhakika wamesambaa kwenye kawaida ya uso gorofa. Mfano ni picha kwenye kioo ardhi, mwangaza kutoka nyuma. Mfano mwingine wa ukanda wa filamu ni mwanga kutoka nyuma ili mwanga kutoka humo kupita kwa njia ya Lens, huongeza picha kwenye screen gorofa.

Katika hali hizi, majadiliano juu ya ndege. Point kwenye picha ya ndege 1: 1 yanahusiana na pointi kwenye kitu ndege. hiyo inatumika kwa takwimu za kijiometri, hata kama picha kusababisha inaweza inverted kuhusiana na kitu kutoka juu hadi chini au kushoto kwenda kulia.

Toe-rays kwa wakati mmoja inajenga picha halisi, na tofauti - imaginary. Wakati ni wazi ilivyoainishwa kwenye kioo - ni halali. Kama picha moja inaweza kuonekana tu kwa kuangalia kupitia enzi kuelekea chanzo mwanga, inaitwa imaginary. Kwenye kioo - imaginary. picha kwamba inaweza kuonekana kwa njia ya darubini - pia. Lakini makadirio ya kamera Lens filamu anatoa picha halisi.

focal urefu

lenzi Focus inaweza kupatikana kwa kupita njia hiyo boriti ya rays sambamba. hatua ambayo wao kuja pamoja, na itakuwa kuzingatia F. umbali kutoka kitovu cha lenzi inaitwa urefu wake focal f. unaweza kuacha rays sambamba na upande wa pili na hivyo kupata F pande zote mbili. Kila lenzi ina mbili mbili F na f. Kama ni kiasi nyembamba ukilinganisha na urefu wake focal, Mwisho ni karibu sawa.

Muachano na Convergence

Sifa ya chanya focal lenzi urefu converging. Aina za aina hii ya lenzi (plano-mbonyeo, biconcave, meniscus) kupunguza rays kutoka nje yao, zaidi kuliko kuwa kupunguzwa kwa hili. lenzi kukusanya unaweza kufanyika kama kweli na picha imaginary. kwanza ni sumu tu kama umbali kutoka lenzi kwa kitu ni zaidi ya focal.

Sifa ya hasi focal urefu ukaacha lenses. Aina za aina hii ya lenzi (plano-concave, biconcave, meniscus) diluted rays zaidi walikuwa talaka kabla ya kupata juu ya uso wao. Kuenea lenzi kuunda picha virtual. Wakati tu muunganiko wa tukio mionzi muhimu (wao hukutana mahali fulani kati ya Lens na kitovu upande kinyume) sumu rays bado hukutana na kuunda picha halisi.

tofauti muhimu

Ni lazima kuwa makini sana kutofautisha muunganiko au tofauti ya mihimili muunganiko au muachano Lens. Aina ya lenses na Puchkov Sveta inaweza kuwa sawa. Rays kuhusishwa na kitu au picha uhakika, wameitwa mbali mbali kama "kukimbia" na convergent kama "kukusanya" kwa pamoja. Katika yoyote Koaxial mfumo wa macho macho mhimili ni njia ya rays. boriti pamoja mhimili hupita bila mabadiliko yoyote ya uongozi kutokana na refraction. Ni, kwa kweli, ufafanuzi mzuri wa mhimili macho.

Beam ambayo ni kusonga mbali kutoka umbali kutoka mhimili macho inaitwa mbali mbali. Na yule ni kupata karibu na hayo, inaitwa convergent. Rays sambamba na mhimili macho, ni zero muunganiko au muachano. Hivyo, wakati kuzungumza juu ya muunganiko au tofauti ya boriti, ni uhusiano na mhimili macho.

Baadhi ya aina ya lenses, fizikia ambayo ni kama kwamba boriti ni deflected kwa kiasi kubwa kwa mhimili macho, ni zilizokusanywa. Wao hukutana rays hukutana zaidi na mbali mbali kusonga mbali kidogo. Hata ni uwezo, kama nguvu zao inatosha kwa lengo hili, kufanya mzigo wa sambamba au convergent. Vile vile ukaacha lenzi inaweza kufuta zaidi ukaacha rays, na vinavyokutanika - kufanya sambamba au mbali mbali.

glasi magnifying

Lens na mbili mbonyeo nyuso nene katika kituo ya pembezoni, na inaweza kutumika kama kikuza rahisi au loupe. Katika kesi hii, mtazamaji kuangalia kwa njia ya kufikirika, sura yake kubwa. Lens kamera, hata hivyo, kuunda filamu au sensor halisi kawaida kupunguzwa kwa ukubwa ikilinganishwa na kitu.

Miwani

uwezo wa lenzi ya kubadili muunganiko wa mwanga inaitwa nguvu zake. Ni ni walionyesha katika diopters D = 1 / f, ambapo f - focal urefu katika mita.

Katika lenzi kwa uwezo wa 5 diopters f = cm 20. Hii inaonyesha diopter optometrist kuandika glasi agizo. Kwa mfano, yeye kumbukumbu 5.2 diopters. Katika studio ya kumaliza workpiece kuchukua 5 diopters, kusababisha kiwanda, na kidogo kusaga uso moja ya kuongeza 0.2 diopters. kanuni ni kwamba kwa ajili ya lenses nyembamba, ambapo maeneo mawili ni karibu na kila mmoja, ni aliona utawala kwamba mamlaka yao jumla ni jumla ya kila dioptre: D = D ₁ + D _2.

darubini Galileo

Baada ya muda Galileo (mwanzo wa karne ya XVII), anasema katika Ulaya walikuwa upana zaidi. Wao huwa na viwandani nchini Uholanzi na kusambazwa kwa wachuuzi mitaani. Galileo kusikia kwamba mtu katika Uholanzi kuweka aina mbili za lenzi katika tube, kwa vitu mbali kuonekana kubwa. Alikuwa telephoto Lens hukusanya katika upande mmoja wa bomba, na muda kutupa ovyo eyepiece mwisho wake. Kama Lens focal urefu sawa na f _o na eyepiece f _e, umbali kati yao lazima f _o f _e, na nguvu (angular ukuzaji) f _o / f _e. mpango kama huo inaitwa Galileo bomba.

Telescope ina ongezeko 5 au 6 mara, kulinganishwa na ya kisasa binoculars mkono uliofanyika. Hii ni kutosha kwa ajili ya wengi kusisimua uchunguzi angani. Unaweza kuona kwa urahisi volkeno mwandamo, miezi minne ya Jupiter, pete ya Saturn, awamu za Venus, nebulae, na makundi ya nyota, pamoja na nyota hafifu katika Milky Way.

Kepler darubini

Kepler habari kuhusu yote (yeye waliwasiliana Galileo) na kujengwa aina nyingine ya darubini na lensi mbili kukusanya. Moja ambayo kubwa focal urefu, lenzi, na moja ambayo ni chini - eyepiece. umbali kati yao ni sawa na f _o + f _e, na ukuzaji angular ni f _o / f _e. Hii Keplerian (au unajimu) darubini inajenga picha inverted, lakini kwa ajili ya nyota au mwezi haijalishi. mpango huu imetoa zaidi hata kuja ya uwanja wa maoni ya darubini Galilaya, na alikuwa rahisi zaidi kutumia kama inaruhusu kuweka macho yako katika nafasi za kudumu na kuona uwanja mzima wa maoni kutoka makali makali. kifaa inaruhusu kufikia ongezeko kubwa kuliko Galileo tube bila kuzorota kubwa.

Wote darubini wanakabiliwa hali isiyokuwa ya kawaida mviringo, kusababisha sura kabisa umakini, na kubadilisha umbo, ambayo inajenga rangi iliyo ukingoni. Kepler (Newton) aliamini kuwa kasoro hizi haziwezi kushinda. Hawakuwa wanatarajia kuwa kunaweza kuwa na aina ya lenses achromatic, fizikia ambayo itakuwa inajulikana tu katika karne ya XIX.

kuonyesha darubini

Gregory alipendekeza kuwa kama lenzi vioo darubini inaweza kutumika, kwa kuwa hawana iliyo ukingoni rangi. Newton alichukua wazo hili na kuundwa Newton darubini sura ya concave silvered kioo na eyepiece chanya. Yeye mitupu sampuli kwenye Royal Society, ambapo bado hadi leo.

Lensi moja darubini unaweza mradi wa picha kwenye screen au filamu. Ongezeko sahihi inahitaji lenzi chanya na umbali kubwa focal, tuseme, 0.5 m, 1 m au mita nyingi. Kama utaratibu ni mara nyingi hutumika katika kupiga picha ya angani. Watu usio wa kawaida na optics inaweza kuonekana hali paradoxical ambapo kuwa kwa muda mrefu lengo Lens anatoa ongezeko kubwa zaidi.

nyanja

Imependekezwa kwamba tamaduni za kale inaweza kuwa na darubini, kwa sababu walifanya kioo shanga kidogo. Tatizo ni kwamba haijulikani nini zilitumika, na ni, bila shaka, hakuweza kuunda msingi wa darubini nzuri. Mipira inaweza kutumika kwa ajili ya kuongeza vitu vidogo, lakini ubora kwa wakati mmoja ilikuwa ni vigumu kuridhisha.

urefu focal ya bora kioo tufe ni mfupi sana na aina ya picha halisi ni karibu sana na nyanja. Aidha, aberrations (geometric kuvuruga) muhimu. tatizo lipo katika umbali kati ya nyuso mbili.

Hata hivyo, kama wewe kufanya kina Ikweta Groove kuzuia rays, ambayo kusababisha kasoro picha, ni zamu nje mediocre sana kioo utukufu mkubwa katika vizuri. Uamuzi huo inatokana na Coddington, kikuza ya jina lake inaweza kununuliwa leo saa ndogo magnifiers mkono uliofanyika kujifunza vitu ndogo sana. Lakini ushahidi kuwa hili lilifanyika kabla ya karne ya 19, hakuna.