KONVERĢĒJOŠĀ LĒCA: RAKSTUROJUMS, VEIDI UN ATRISINĀTAIS VINGRINĀJUMS - FIZISKĀ - 2025

Par saplūst lēcas ir tie plānāks pie malas, kas ir biezāka tās centrālajā daļā. Rezultātā tie koncentrē (saplūst) gaismas starus, kas uz tiem nokrīt paralēli galvenajai asij, vienā punktā. Šo punktu sauc par fokusu jeb attēla fokusu, un to attēlo ar burtu F. Konverģējošās vai pozitīvās lēcas veido tā sauktos objektus.

Tipisks saplūstoša objektīva piemērs ir palielināmais stikls. Tomēr ir ierasts atrast šāda veida objektīvus daudz sarežģītākās ierīcēs, piemēram, mikroskopos vai teleskopos. Faktiski pamata savienojuma mikroskops ir viens, ko veido divi saplūstoši objektīvi, kuriem ir mazs fokusa attālums. Šīs lēcas sauc par objektīvajām un okulārajām.

Lupas, saplūstošs objektīvs.

Konverģējošās lēcas tiek izmantotas optikā dažādiem lietojumiem, lai gan, iespējams, vispazīstamākā ir redzes defektu novēršana. Tādējādi tie ir indicēti hiperopijas, presbiopijas un arī dažu veidu astigmatisma, piemēram, hiperopiskā astigmatisma, ārstēšanai.

raksturojums

Konverģējošs objektīvs. Četvorno

Konverģējošajiem objektīviem ir virkne īpašību, kas tos nosaka. Jebkurā gadījumā varbūt vissvarīgākais ir tas, kuru mēs jau esam definējuši. Tādējādi saplūstošajām lēcām raksturīgs tas, ka caur fokusu tiek novirzīts jebkurš stars, kas uz tiem nokrīt virzienā, kas ir paralēls galvenajai asij.

Turklāt abpusēji jebkurš krītošais stars, kas iziet caur fokusu, tiek refrakts paralēli objektīva optiskajai asij.

Konverģējoši objektīva elementi

Lai veiktu pētījumu, ir svarīgi zināt, kādi elementi veido lēcas kopumā un jo īpaši saplūstošās lēcas.

Parasti to sauc par objektīva optisko centru līdz vietai, kur katrs stars, kas to šķērso, nejūt nekādu novirzi.

Galvenā ass ir līnija, kas savieno optisko centru, un galveno fokusu, kuru mēs jau esam komentējuši, attēlo burts F.

Galvenais fokuss ir punkts, kurā visi stari, kas skar objektīvu, ir paralēli galvenajai asij.

Fokusa attālums ir attālums starp optisko centru un fokusu.

Izliekuma centrus definē kā sfēru centrus, kas veido objektīvu; Izliekuma rādiuss ir to sfēru rādiuss, kas rada objektīvu.

Un visbeidzot, objektīva centrālo plakni sauc par optisko plakni.

Attēla veidošanās saplūstošos objektīvos

Lai veidotu attēlus saplūstošos objektīvos, ir jāņem vērā pamatnoteikumu virkne, kas izskaidrota turpmāk.

Ja stars atsit objektīvu paralēli asij, jaunais stars saplūst ar attēla fokusu. Un otrādi, ja negadījuma stars iziet cauri objekta fokusam, tas izstaro virzienā, kas ir paralēls asij. Visbeidzot, stari, kas iziet cauri optiskajam centram, tiek refrakcionēti, nepiedzīvojot nekādu novirzi.

Tā rezultātā saplūstošajā objektīvā var rasties šādas situācijas:

- ka objekts atrodas attiecībā pret optisko plakni attālumā, kas ir lielāks par divreiz fokusa attālumu. Tādā gadījumā izveidotais attēls ir reāls, apgriezts un mazāks nekā objekts.

- ka objekts atrodas attālumā no optiskās plaknes, kas ir vienāda ar divkāršu fokusa attālumu. Kad tas notiek, iegūtais attēls ir reāls attēls, apgriezts un tāda paša izmēra kā objekts.

- ka objekts atrodas attālumā no optiskās plaknes starp vienu un divreiz fokusa attālumu. Tad tiek izveidots attēls, kas ir reāls, apgriezts un lielāks nekā sākotnējais objekts.

- ka objekts atrodas attālumā no optiskās plaknes, kas ir mazāks par fokusa attālumu. Tādā gadījumā attēls būs virtuāls, tiešs un lielāks nekā objekts.

Konverģējošo objektīvu veidi

Pastāv trīs dažādu veidu saplūstošās lēcas: abpusēji izliektas lēcas, plakaniski izliektas lēcas un izliektas izliektas lēcas.

Bikonveksa lēcas, kā norāda nosaukums, sastāv no divām izliektām virsmām. Tikmēr plakaniski izliektam ir plakana un izliekta virsma. Visbeidzot, ieliektas, izliektas lēcas veido nedaudz ieliektas un izliektas virsmas.

Atšķirība ar atšķirīgām lēcām

Konverģējošs objektīvs. Fir0002 (saruna) (augšupielādes)

Atšķirīgās lēcas, no otras puses, atšķiras no konverģējošajām lēcām ar to, ka biezums samazinās no malām virzienā uz centru. Tādējādi pretēji tam, kas notika ar saplūstošiem objektīviem, šāda veida objektīvos ir atdalīti gaismas stari, kas triecas paralēli galvenajai asij. Tādā veidā tie veido tā sauktos objektu virtuālos attēlus.

Optikā tuvredzības korekcijai galvenokārt tiek izmantotas atšķirīgās vai negatīvās lēcas, kā arī tās ir zināmas.

Gausa vienādojumi plānām lēcām un objektīva palielinājums

Parasti pētāmo objektīvu veidu sauc par plānām lēcām. Tos definē kā tādus, kuriem ir mazs biezums, salīdzinot ar to virsmu izliekuma rādiusiem, kas tos ierobežo.

Šo objektīva veidu var izpētīt ar Gausa vienādojumu un ar vienādojumu, kas ļauj noteikt objektīva palielinājumu.

Gausa vienādojums

Gausa vienādojums plānām lēcām tiek izmantots daudzu pamata optisko problēmu risināšanai. Tāpēc tā ir ļoti nozīmīga. Tās izpausme ir šāda:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Kur 1 / f ir tā saucamā objektīva jauda un f ir fokusa attālums vai attālums no optiskā centra līdz fokusam F. Objektīva jaudas mērvienība ir dioptrija (D), kur 1 D = 1 m ^-1 . Savukārt p un q attiecīgi ir attālums, kurā atrodas objekts, un attālums, kurā tiek novērots tā attēls.

Objektīva palielinājums

Plānas izkliedētāja sānu palielinājumu iegūst ar šādu izteiksmi:

M = - q / p

Kur M ir palielinājums. No pieauguma vērtības var secināt vairākas sekas:

Ja -M-> 1, attēla izmērs ir lielāks nekā objekts

Ja -M- <1, attēla izmērs ir mazāks par objekta izmēru

Ja M> 0, attēls ir labajā pusē un tajā pašā objektīva pusē, kur objekts (virtuālais attēls)

Ja M <0, attēls tiek apgriezts un atrodas objekta pretējā pusē (reālais attēls)

Vingrinājums atrisināts

Korpuss atrodas viena metra attālumā no saplūstošā objektīva, kura fokusa attālums ir 0,5 metri. Kā izskatīsies ķermeņa attēls? Cik tālu tas būs?

Mums ir šādi dati: p = 1 m; f = 0,5 m.

Šīs vērtības iespraužam Gausa vienādojumā plānām lēcām:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Un paliek:

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

Mēs izolējam 1 / q

1 / q = 1

Lai pēc tam notīrītu q un iegūtu:

q = 1

Tādējādi vienādojumā objektīva palielinājumu mēs aizstājam:

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

Tāpēc attēls ir reāls, jo q> 0, apgriezts, jo M <0 un vienāda lieluma, jo M absolūtā vērtība ir 1. Visbeidzot, attēls ir viena metra attālumā no fokusa.

Atsauces

1. Gaisma (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2019. gada 18. martā no es.wikipedia.org.
2. Lekners, Džons (1987). Elektromagnētisko un daļiņu viļņu atspoguļojuma teorija. Springers.
3. Gaisma (nd). Vikipēdijā. Iegūts 2019. gada 20. martā no en.wikipedia.org.
4. Objektīvs (nd). Vietnē Wikipedia. Iegūts 2019. gada 17. martā no es.wikipedia.org.
5. Objektīvs (optika). Vikipēdijā. Iegūts 2019. gada 19. martā no en.wikipedia.org.
6. Hehta, Jevgeņijs (2002). Optika (4. izdevums). Adisons Veslijs.
7. Tiplers, Pols Allens (1994). Fiziskā. 3. izdevums. Barselona: Es apgriezos.