Linser: typer av linser (fysik). Former av insamling, optisk dispergerande lins. Hur man bestämmer typ av lins?

Linserna tenderar att ha en sfärisk eller nästan sfärisk yta. De kan vara konvex, konkav eller flat (radie av oändligheten). Har två ytor genom vilka ljus passerar. De kan kombineras på olika sätt för att bilda olika typer av linser (foto ges senare i denna artikel):

• Om båda ytorna är konvexa (utåt krökt) centralt parti är tjockare än kanterna.
• Objektiv med konvexa och konkava områden kallas menisken.
• Lins med en plan yta kallas en plankonkav eller plankonvex, beroende på naturen av den andra sfären.

Hur man bestämmer typ av lins? Låt oss undersöka detta mer i detalj.

Samla linser: typer av linser

Oavsett kopplingsytor, om deras tjocklek i den centrala delen är större än kanterna, är de hänvisade till uppsamling. Ha en positiv brännvidd. Följande typer av konvergerande linser:

• plankonvex,
• bikonvexa,
• en konkav-konvex (menisk).

De kallas "positiva".

Sprid linser: typer av linser

Om deras tjocklek är tunnare i mitten än vid kanterna, kallas de spridning. Ha en negativ brännvidd. Det finns vissa typer av spridningslinser:

• plankonkav,
• bikonkav,
• konkav-konvex (menisk).

De kallas "negativ".

grundläggande begrepp

Strålarna avviker från en punktkälla av en enda punkt. De kallas stråle. När strålen kommer in i linsen, är varje stråle bryts genom att ändra dess riktning. Av denna anledning kan strålen lämna linsen i en mer eller mindre avvikande.

Vissa typer av optiska linser ändra riktningen på strålarna så att de konvergerar vid en enda punkt. Om ljuskällan är anordnad åtminstone på fokalavståndet, konvergerar strålen vid en punkt, som, åtminstone på samma avstånd.

Verkliga och virtuella bilder

En punktkälla av ljus kallas giltigt objekt, och konvergenspunkten av strålen av strålar som kommer från linsen, är det en giltig bild.

Betydelse har en matris av punktkällor fördelade över vanligtvis en plan yta. Ett exempel är bilden på slipat glas, tände bakifrån. Ett annat exempel på filmremsan belyses bakifrån så att ljuset från den passerade genom linsen, multiplicerar bilden på en platt skärm.

I dessa fall talar om planet. Punkt på bildplanet 1: 1 motsvarar punkter på objektplanet. Detsamma gäller för de geometriska figurer, även om den resulterande bilden kan inverteras i förhållande till föremålet från topp till botten eller från vänster till höger.

Toe-strålar vid en punkt ger en verklig bild, och skillnaden - imaginära. När det är klart beskrivs på skärmen - det är giltigt. Om samma bild kan ses bara genom att titta genom linsen mot ljuskällan, kallas det imaginära. Reflektion i spegeln - imaginära. En bild som kan ses genom ett teleskop - liksom. Men projektionen av kameralinsen till filmen ger en riktig bild.

brännvidd

Fokus linser kan hittas genom att passera genom den en stråle av parallella strålar. Den punkt där de möts, och det kommer att fokusera F. Avståndet från brännpunkt linsen kallas dess brännvidd f. du kan hoppa över de parallella strålarna från den andra sidan och därmed finna F på båda sidor. Varje lins har två två F och f. Om den är relativt tunn jämfört med dess brännvidd, varvid den senare är ungefär lika.

Divergens och konvergens

Kännetecknas av en positiv bränn längd konvergerande linser. Former av denna typ av linser (plankonvexa, bikonkav, menisk) minska strålarna som kommer ut ur dem, mer än de har reducerats till detta. Uppsamlings linser kan bildas som en verklig och en imaginär bild. Den första är utformad endast om avståndet från linsen till föremålet är större än bränn.

Kännetecknas av en negativ brännvidd divergerande linser. Former av denna typ av linser (plankonkav, bikonkava, menisk) efter utspädning strålar mer än de skilde innan det blir på sin yta. Sprid linser skapar en virtuell bild. Endast när konvergensen av den infallande strålar signifikant (de konvergerar någonstans mellan linsen och brännpunkten på den motsatta sidan) bildade strålar kan fortfarande konvergera för att bilda en reell bild.

viktiga skillnader

Det bör vara mycket noga med att skilja konvergens eller divergens av strålarna konvergens eller divergens lins. Typer av linser och Puchkov Sveta får inte vara densamma. Rays i samband med ett föremål eller bildpunkt, kallas divergent om de "run away" konvergent om de "samla" tillsammans. I någon koaxiell optiskt system optiska axel är banan för strålarna. Strålen utmed axeln passerar utan någon riktningsändring på grund av brytning. Det är i själva verket en bra definition av den optiska axeln.

Stråle som rör sig bort från avståndet från den optiska axeln kallas divergent. Och den som närmar sig det, kallas konvergent. Strålar parallella med den optiska axeln, är de noll konvergens eller divergens. Sålunda, när man talar om konvergens eller divergens av strålen, korrelerade den med den optiska axeln.

Vissa typer av linser, fysiken av vilka en är sådan att strålen avlänkas i större utsträckning mot den optiska axeln, uppsamlas. De konvergera strålar konvergerar mer och avvikande väg bort mindre. De är till och med kan, om deras styrka är tillräcklig för detta ändamål, gör en bunt av parallella eller konvergerande. På liknande sätt divergerande linsen kan lösa mer divergerande strålar, och konvergerar - att göra parallella eller divergerande.

förstoringsglas

En lins med två konvexa ytor tjockare i mitten än vid kanterna, och kan användas som en enkel förstoringsglas eller lupp. I detta fall observatören tittar genom hennes imaginära, stor bild. Kameralinsen emellertid ligga på filmen eller sensorn faktiska vanligen reduceras i storlek jämfört med objektet.

glasögon

Förmågan hos linsen att ändra konvergensen av ljus kallas dess styrka. Det uttrycks i dioptrier D = 1 / f, där f - brännvidd i meter.

I linsen med kraften av 5 dioptrier f = 20 cm. Detta indikerar diopter optiker skriver glasögon. Till exempel, spelade han 5,2 dioptrier. I verkstaden färdiga arbetsstycket ta 5 dioptrier, vilket resulterar i fabriken, och lite slipa en yta för att lägga till 0,2 dioptrier. Principen är att för tunna linser, i vilka två områden är nära varandra, observeras regeln att deras totala effekten är summan av varje dioptri: D = D ₁ + D _2.

Galileos teleskop

I Galileo tid (i början av XVII-talet), pekar i Europa var allmänt tillgängliga. De tenderar att vara tillverkade i Nederländerna och distribueras av gatuförsäljare. Galileo heard att någon i Nederländerna sätta två typer av linser i ett rör, till avlägsna objekt verkar större. Han använde ett teleobjektiv samlas i en ände av röret, och en kort-throw spridnings okularet vid den andra änden. Om objektivets brännvidd är lika med f _o och okular f _e, bör avståndet mellan dem vara _fo -f _e, och den kraft (vinkel förstoring) f _o / f _e. Ett sådant schema kallas Galileo rör.

Teleskop har ökningar 5 eller 6-faldigt, jämförbara med moderna handhållna kikare. Detta är tillräckligt för många spännande astronomiska observationer. Du kan enkelt se månens kratrar, fyra månar Jupiter, Saturnus ringar, faser Venus, nebulosor och stjärnhopar, liksom de svagaste stjärnorna i Vintergatan.

Kepler teleskopet

Kepler hört talas om allt detta (han motsvarade Galileo) och byggde en annan typ av teleskop med två uppsamlings linser. En där en stor brännvidd, en lins och en där det är mindre - okularet. Avståndet mellan dem är lika med _fo + f _e, och vinkelförstoringen är f _o / f _e. Denna Keplerian (eller astronomiska) teleskop skapar en inverterad bild, men för stjärnorna eller månen det spelar ingen roll. Detta system har gett en jämnare belysning av synfältet än galileiska teleskop, och var mer praktiskt att använda eftersom det gör det möjligt att hålla ögonen i ett fast läge och se hela synfältet från kant till kant. Enheten gör det möjligt att uppnå en högre ökning än Galileo rör utan allvarlig försämring.

Båda teleskop lider av sfärisk aberration, vilket resulterar i en bild inte helt fokuserad, och kromatisk aberration, vilket skapar kantfärgning. Kepler (Newton) tror att dessa defekter inte kan övervinnas. De hade inte räknar med att det kan finnas olika typer av akromatiska linser, fysiken som kommer endast vara känd i XIX-talet.

spegelteleskop

Gregory föreslog att som lins teleskop speglar kan användas, eftersom de inte har någon kantfärgning. Newton tog denna idé och skapade en newtonska teleskop formen av en konkav försilvrad spegel och en positiv okular. Han överlämnade provet till Royal Society, där han återstår till denna dag.

Single-lins teleskop kan projicera en bild på en skärm eller film. För korrekt ökning kräver en positiv lins med en stor brännvidd, säg, 0,5 m, 1 m eller flera meter. ett sådant arrangemang används ofta i astronomiska fotografering. Människor obekanta med optik kan tyckas paradoxal situation där svagare lång lins ger större ökningar.

sfärer

Det har föreslagits att de forntida kulturer kan ha haft teleskop, eftersom de gjorde de små glaspärlor. Problemet är att det är okänt vad de användes, och de är naturligtvis inte kunde ligga till grund för ett bra teleskop. Bollar kan användas för att öka små föremål, men kvaliteten på samma gång var knappast tillfredsställande.

Brännvidden hos den ideala glaskula är mycket kort och bildar en verklig bild ligger mycket nära området. Dessutom aberrationer (geometrisk distorsion) signifikant. Problemet ligger i att avståndet mellan de två ytorna.

Men om du gör ett djupt ekvatorialspår att blockera strålar, som orsakar bilddefekter, visar det sig mycket medioker förstoringsglas i böter. Beslutet tillskrivs Coddington, kan ett förstoringsglas hans namn köpas idag på en liten handhållna förstoringsglas för att studera mycket små föremål. Men bevis för att detta gjordes före den 19: e århundradet, nej.