Lenzen: soorten lenzen (natuurkunde). Vormen van het verzamelen, dispergerende optische lens. Hoe de aard van de lens te bepalen?

De lenzen hebben de neiging om een bolvormig of bijna bolvormig oppervlak hebben. Zij convex, concaaf of vlak (straal van oneindig) zijn. Twee oppervlakken die het licht doorlaat. Ze kunnen worden gecombineerd in verschillende manieren om verschillende soorten lenzen (foto later in dit artikel) te vormen:

• Wanneer beide oppervlakken convex (buiten gekromde) middendeel dikker dan de randen.
• Lens met convexe en concave gebieden wordt de meniscus.
• Lens met een vlak oppervlak wordt een plano-concave of convex-plano, afhankelijk van de aard van het andere gebied.

Hoe de aard van de lens te bepalen? Laten we dit nader onderzoeken.

Het verzamelen van lenzen: soorten lenzen

Ongeacht koppelvlakken als hun dikte in het centrale deel groter is dan de randen, spreekt men verzamelen. Hebben een positieve brandpuntsafstand. De volgende soorten convergerende lenzen:

• plano-convex,
• biconvex,
• een concaaf-convex (meniscus).

Ze heten "positieve".

Spread lenzen: soorten lenzen

Als de dikte dunner in het midden dan aan de randen, worden ze genoemd verstrooiing. Hebben een negatieve brandpuntsafstand. Er zijn een aantal soorten van verstrooiing lenzen:

• plano-concave,
• biconcave,
• concaaf-convex (meniscus).

Ze heten "negatief."

basisbegrippen

De stralen divergeren vanuit een puntbron van een enkel punt. Ze heten balk. Wanneer de bundel de lens binnentreedt, wordt elke bundel gebroken door het veranderen van richting. Daarom kan de bundel de lens in een min of meer afwijkende verlaten.

Sommige soorten optische lenzen veranderen de richting van de stralen zodat ze samenkomen op één punt. Als de lichtbron wordt aangebracht ten minste op de brandpuntsafstand, de bundel convergeert op een plaats die ten minste op dezelfde afstand.

Reële en virtuele afbeeldingen

Een puntlichtbron wordt geldig object en het convergentiepunt van de stralenbundel vanuit de lens, het een geldig beeld.

Belang heeft een scala aan puntbronnen verdeeld over het algemeen een vlak oppervlak. Een voorbeeld hiervan is het beeld op het matglas, van achter verlicht. Een ander voorbeeld van de filmstrook wordt verlicht van achteren, zodat het licht van het door de lens gevoerd, vermenigvuldigt het beeld op een plat beeldscherm.

In deze gevallen, praten over het vliegtuig. Punt op het afbeeldingsvlak 1: 1 overeen met punten op het objectvlak. Hetzelfde geldt voor de geometrische figuren, hoewel de resulterende afbeelding kan worden omgekeerd ten opzichte van het object van boven naar beneden en van links naar rechts.

Teen-stralen op een punt zorgt voor een werkelijk beeld, en het verschil - imaginaire. Wanneer duidelijk wordt aangegeven op het scherm - het is geldig. Als hetzelfde beeld te zien is gewoon door te kijken door de lens in de richting van de lichtbron, is het denkbeeldig genoemd. Spiegelbeeld - imaginaire. Een beeld dat gezien kan worden door een telescoop - ook. Maar de projectie van de cameralens aan de film geeft een reëel beeld.

brandpuntsafstand

Focuslenzen kan worden gevonden door daar doorheen een bundel evenwijdige stralen. Het punt waar ze samen komen, en het zal concentreren F. De afstand van het brandpunt van de lens wordt de brandpuntsafstand f. kunt u de parallelle stralen doorgaan vanaf de andere kant en zo F vinden aan beide zijden. Elke lens heeft twee twee F en f. Als het relatief dun in vergelijking met de focale lengte, deze ongeveer gelijk.

Divergentie en Convergentie

Gekenmerkt door een positieve brandpuntsafstand convergerende lenzen. Vormen van dit soort lens (plano-convex, biconcave, meniscus) verminderen de stralen die uit hen meer dan zij zijn teruggebracht tot dit. Het verzamelen lenzen kunnen worden gevormd als een reëel en een imaginair beeld. De eerste wordt alleen gevormd als de afstand van de lens tot het object groter is dan het brandpunt.

Gekenmerkt door een negatieve brandpuntsafstand divergerende lenzen. Vormen van dit soort lens (plano-concave, biconcave, meniscus) verdund stralen meer dan gescheiden voordat ze op hun oppervlak. Spread lenzen zorgen voor een virtueel beeld. Alleen als de convergentie van de invallende stralen significant (convergeren ergens tussen de lens en het brandpunt aan de tegenoverliggende zijde) gevormde stralen nog steeds convergeren naar een reëel beeld te vormen.

belangrijke verschillen

Het moet heel voorzichtig zijn om onderscheid te maken convergentie of divergentie van de balken convergentie of divergentie lens. Soorten lenzen en Puchkov Sveta mag niet hetzelfde zijn. Stralen die bij een object of beeldpunt, worden uiteenlopende genoemd, indien "weglopen" en convergent als ze "verzamelen" samen. In elk coaxiaal optisch stelsel optische as is het pad van de stralen. De bundel langs de as passeert zonder enige richtingsverandering gevolg van breking. Het is in feite een goede definitie van de optische as.

Bundel, die zich van de afstand tot de optische as afwijkende genoemd. En degene die steeds dichter bij het, heet convergent. Stralen evenwijdig aan de optische as, de nul convergentie of divergentie. Wanneer dus het over de convergentie of divergentie van de bundel, is gecorreleerd met de optische as.

Sommige soorten lenzen, de fysica van die zodanig is dat de afgebogen in een grotere mate op de optische as worden verzameld. Convergeren stralen convergeren en divergente afgestapt minder. Ze zijn zelfs in staat, als hun kracht is voldoende voor dit doel, maak een bundel van parallel of convergent. Evenzo divergerende lens meer divergerende stralen lossen en convergerende - parallel of divergerend te maken.

vergrootglazen

Een lens met twee convexe oppervlakken dikker in het midden dan aan de randen, en kan worden gebruikt als een eenvoudige vergroot of loupe. In dit geval is de waarnemer kijkt door haar denkbeeldige, grote afbeelding. De cameralens vormen echter de film of sensor feitelijke gewoonlijk verkleind ten opzichte van het object.

bril

Het vermogen van de lens om de convergentie van het licht te veranderen is zijn kracht genoemd. Het wordt uitgedrukt in diopters D = 1 / f, waarin f - focale lengte in meters.

In de lens met de kracht van 5 dioptrieën f = 20 cm. Dit geeft diopter opticien schrijven bril. Zo nam hij 5,2 dioptrie. In de workshop afgewerkt werkstuk neemt 5 dioptrieën, resulterend in de fabriek, en een beetje slijpen één oppervlak tot 0,2 dioptrie voegen. Uitgangspunt is dat voor dunne lenzen, waarin twee gebieden dicht bij elkaar waargenomen regel dat de totale vermogen is de som van elke dioptrie: D = _D1 + _D2.

Galileo's telescoop

In de tijd van Galileo (het begin van de zeventiende eeuw), wijst in Europa waren op grote schaal beschikbaar. Ze hebben de neiging om te worden vervaardigd in Nederland en gedistribueerd door straatverkopers. Galileo gehoord dat iemand in Nederland zetten de twee soorten lenzen in een buis, naar verre objecten groter lijken. Hij gebruikte een telelens verzamelt in het ene uiteinde van de buis, en een short-throw verstrooiing oculair aan de andere kant. Indien de brandpuntsafstand gelijk aan _fo en oculair _fe, de afstand daartussen moet _fo f _e, en de kracht (hoekvergroting) _fo / _{fe zijn.} Een dergelijke regeling wordt genoemd Galileo pijp.

Telescoop verhogingen 5 of 6 maal, vergelijkbaar met moderne draagbare verrekijker. Dit is voldoende voor vele spannende astronomische waarnemingen. U kunt eenvoudig zien de maan kraters, vier manen van Jupiter, de ringen van Saturnus, de fasen van Venus, nevels en sterrenhopen, evenals de zwakste sterren in de Melkweg.

Kepler telescoop

Kepler gehoord over dit alles (hij correspondeerde Galileo) en bouwde een ander soort telescoop met twee verzamelen van lenzen. Een waarin een grote brandpuntsafstand, een lens, en een waarin het minder - het oculair. De afstand ertussen gelijk is aan _fo + f _{e en} hoekvergroting is _fo / _fe. Deze Kepler (of astronomische) telescoop creëert een omgekeerd beeld, maar voor de sterren en de maan maakt het niet uit. Deze regeling is voorzien in een meer gelijkmatige verlichting van het gezichtsveld dan de Galilese telescoop, en was meer geschikt om te gebruiken als deze maakt het mogelijk om je ogen in een vaste positie te houden en zie de hele gezichtsveld van rand tot rand. Het apparaat maakt het mogelijk om een grotere stijging dan Galileo buis zonder ernstige verslechtering te bereiken.

Beide telescopen zullen sferische aberratie, wat resulteert in een beeld niet volledig gericht en chromatische aberratie, die kleurranden creëert. Kepler (Newton) geloofde dat deze gebreken niet kunnen worden overwonnen. Ze hebben niet verwachten dat er soorten achromatische lenzen, de fysica van die zal bekend worden pas in de negentiende eeuw kan zijn.

spiegeltelescoop

Gregory stelde dat als de lens telescoop spiegels kunnen worden gebruikt, omdat zij geen kleurranden. Newton nam dit idee en creëerde een Newton telescoop de vorm van een holle verzilverde spiegel en een positieve oculair. Hij overhandigde het monster aan de Royal Society, waar hij blijft tot op de dag.

Single-lens telescoop kan een beeld projecteren op een scherm of film. Voor een goede groei vereist een positieve lens met grote brandpuntsafstand, bijvoorbeeld 0,5 m, 1 m of meerdere meters. Een dergelijke opstelling wordt vaak gebruikt in astronomische fotografie. Mensen die niet bekend met de optiek kan paradoxale situatie lijkt waarin zwakkere lange focus lens geeft meer toeneemt.

sferen

Er is gesuggereerd dat de oude culturen telescopen kan hebben gehad, want ze deden de kleine glazen kralen. Het probleem is dat het is onbekend wat ze werden gebruikt, en ze zijn natuurlijk, kon niet de basis vormen van een goede telescoop. Ballen kunnen worden gebruikt voor het verhogen van de kleine voorwerpen, maar de kwaliteit op hetzelfde moment was nauwelijks bevredigend.

De brandpuntsafstand van de ideale glazen bol is zeer kort en vormt een reëel beeld is zeer dicht bij de bol. Daarnaast aberraties (geometrische vervorming) significant. Het probleem is de afstand tussen de twee oppervlakken.

Echter, als je een diepe equatoriale groef aan de stralen, die beeldfouten veroorzaken blokkeren maken, blijkt zeer middelmatige vergrootglas in een boete. Deze beslissing wordt toegeschreven aan Coddington, een vergrootglas van zijn naam kan worden vandaag op een kleine hand-held loepen gekocht om zeer kleine objecten te bestuderen. Maar het bewijs dat dit werd gedaan vóór de 19e eeuw, nee.