Лещи: видове лещи (физика). Форми на събиране, оптични лещи разпръскване. Как да се определи вида на обектива?

Лещите са склонни да имат сферична или почти сферична повърхност. Те могат да са изпъкнали, вдлъбнати или плоски (радиус на безкрайност). Разполага с две повърхности, през които преминава светлината. Те могат да бъдат комбинирани по различни начини, за да образуват различни видове лещи (снимка дадено по-късно в тази статия):

• Ако двете повърхности са изпъкнали (външно извити) централна част е по-дебел от краищата.
• Обектив с изпъкнали и вдлъбнати сфери се нарича менискус.
• Обектив с плоска повърхност се нарича плоско-вдлъбнати или плоско-изпъкнала, в зависимост от естеството на друга сфера.

Как да се определи вида на обектива? Нека разгледаме по-подробно.

Събиране на лещи: видове лещи

Независимо от съединителните повърхности, ако дебелината им в централната част е по-голяма от краищата, те са посочени събиране. Има положително фокусно разстояние. Следните видове сближаващи лещи:

• плоско-изпъкнала,
• двойно изпъкнали,
• на concavo-изпъкнала (менискус).

Те се наричат "положителна".

Спред лещи: видове лещи

Ако дебелината им е по-тънка в центъра, отколкото в краищата, те се наричат разсейване. Има отрицателно фокусно разстояние. Има някои видове разсейване лещи:

• плоско-вдлъбната,
• биконкавен,
• вдлъбнато-изпъкнала (менискус).

Те се наричат "негативна".

основни понятия

Лъчите се отклоняват от точков източник на една точка. Те се наричат греди. Когато лъчът влезе в обектива, всеки лъч се пречупва чрез промяна на посоката. Поради тази причина, лъчът да излезете на обектива в повече или по-малко различаващи се.

Някои видове оптични лещи променят посоката на лъчите, така че те се събират в една точка. Ако източникът на светлина е разположен най-малко на фокусното разстояние, лъчът клони в точка, която, най-малко на същото разстояние.

Реални и виртуални образи

точков източник на светлина се нарича валиден обект, и точката на пресичане на лъча лъчи, идващи от обектива, това изображение е валидно.

Значение има множество точкови източници разпределени обикновено плоска повърхност. Пример за това е образът на партерния стъклото, осветена отзад. Друг пример за филмовата лента е осветен отзад, така че светлината от него преминава през обектива, умножава образа на плосък екран.

В тези случаи се говори за самолета. Точка на изображението самолет 1: 1 съответстват на точки на обект равнина. Същото важи и за геометричните фигури, макар че общата картина, може да се обърнат по отношение на обекта, от горе до долу, или отляво надясно.

Toe-лъчи в един момент създава реален образ, а разликата - въображаем. Когато не е ясно очертана на екрана - това е валидно. Ако едно и също изображение може да се види само като се погледне през призмата към източника на светлина, тя се нарича имагинерна. Отражението си в огледалото - въображаем. Картина, която може да се види с телескоп - както добре. Но проекцията на обектива на камерата към филма дава реален образ.

фокусно разстояние

Фокус лещи могат да бъдат намерени чрез преминаване през него лъч от паралелните лъчи. Точката, в която те се събират, и тя ще се фокусира F. Разстоянието от фокусната точка на лещата се нарича фокусно му дължина е. можете да пропуснете паралелни лъчи от другата страна и по този начин намери F и от двете страни. Всяка леща има два два F и е. Ако е сравнително тънък в сравнение с фокусна дължина, последните са приблизително равни.

Различие и конвергенция

Характеризира с положителен фокусно разстояние сближаващи лещи. Форми на този тип лещи (плоскоизпъкнал, двойно вдлъбнати, менискусните) намаляват лъчите, идващи от тях, повече, отколкото те са сведени до това. лещи за колективно могат да се образуват като реален и въображаем образ. Първият се формира само ако разстоянието от обектива до обекта е по-голям от фокусното.

Характеризира с отрицателни лещи фокусно разстояние разминаващи. Форми на този тип лещи (плоско-вдлъбнати, двойно вдлъбнати, менискус), разреден лъчи повече, отколкото те се развежда преди получаване на тяхната повърхност. Спред лещи създават виртуален образ. Само когато сближаването на инцидента лъчи значително (те се сближават някъде между обектива и фокусната точка на отсрещната страна) формират лъчи все още могат да се събират, за да се формира реален образ.

важни разлики

Тя трябва да бъде много внимателно да се прави разлика конвергенция или дивергенция в сближаването на греди или разминаване обектива. Видове лещи и Puchkov Света може да не са едни и същи. Лъчи, свързани с обект или изображение точка за, се наричат разнопосочни, ако те "избяга" и обединени, ако те "събират" заедно. Във всеки коаксиален оптична система оптичната ос е по пътя на лъчите. Лъчът по оста преминава без никаква промяна на посоката поради пречупване. Това е, всъщност, е добра дефиниция на оптичната ос.

Beam, която се отдалечава от разстоянието от оптичната ос се нарича разходящ. И този, който е все по-близо до него, се нарича сходни. Лъчи успоредни на оптичната ос, са нула или конвергенция дивергенция. По този начин, когато говорим за конвергенция или дивергенция на лъча, той свързва с оптичната ос.

Някои типове лещи, физиката на който е такъв, че лъчът се деформира в по-голяма степен на оптичната ос, се събират. Те се приближават лъчи се събират повече и разминаващи се движат далеч по-малко. Те са в състояние дори ако тяхната сила е достатъчна за тази цел, да направи пакет от паралелно или сходни. По същия начин разминаващи обектив може да се разтвори по-разнопосочни лъчи и сближаващи - да се направи паралел или за отклоняване.

лупи

Обектив с две изпъкнали повърхности дебел в средата, отколкото в краищата, и може да се използва като обикновен лупа или лупа. В този случай, на наблюдателя гледа през нея въображаем, голямо изображение. Обективът на камерата, обаче, се образува по филма или сензора действителната обикновено намалява по размер в сравнение с обекта.

очила

Способността на обектива, за да промените на сближаването на светлина се нарича силата си. Тя се изразява в диоптъра D = 1 / F, където F - фокусно разстояние в метри.

В обектива със силата на 5 диоптъра f = 20 см. Това показва, диоптър оптометрист писмено диоптрични очила. Например, той записва 5.2 диоптъра. В семинара завърши детайл вземат 5 диоптъра, в резултат на завода, а малко по-смели една повърхност, за да добавите 0,2 диоптъра. Принципът е, че за тънки лещи, в която две области са близо един до друг, се наблюдава правило, че тяхната мощност е сумата от всеки диоптър: D = D ₁ + D _2.

телескоп на Галилей

С течение на времето на Галилей (началото на XVII век), посочва в Европа са широко достъпни. Те са склонни да бъдат произведени в Холандия и разпространявани от улични търговци. Галилео чух, че някой е в Холандия постави двата вида лещи в една тръба, за да изглеждат по-големи далечни обекти. Той използва телеобектив събира в единия край на тръбата, както и разсейване окуляр скъсен ход на другия край. Ако фокусното разстояние на обектива на равно на е _о и окуляр е _д, разстоянието между тях трябва да е е _{о-е д и} силата (ъглово увеличение) е _о / е _{електронна.} Такава схема се нарича тръба Galileo.

Телескоп има увеличение на 5 или 6 пъти, сравними с съвременни ръчни бинокъл. Това е достатъчно за много вълнуващи астрономически наблюдения. Можете лесно да се види лунните кратери, четири луни на Юпитер, пръстените на Сатурн, фазите на Венера, мъглявини и звездни купове, както и слабата звездите в Млечния път.

Kepler телескоп

Кеплер чувал за всичко това (той отговаряше Галилео) и построен друг вид телескоп с две събиране на лещи. Един, в която голяма фокусно разстояние, леща, и един, в който то е по-малко - окуляра. Разстоянието между тях е равно на е _о + е _{д и} ъгловото увеличение е е _о / е _напр. Това Keplerian (или астрономически) телескоп създава обърнат образ, но и за звездите или луната няма значение. Тази схема е предвидено по-равномерно осветяване на зрителното поле от галилейски телескопа на, и е по-удобно да се използва, тъй като позволява да предпазите очите си във фиксирана позиция и да видим цялата зрителното поле от край до край. Устройството позволява да се постигне по-голямо увеличение от тръба Галилео без сериозно влошаване.

И двата телескопи страдат от сферична аберация, в резултат на изображение не е напълно фокусиран и хроматичната аберация, която създава хроматична аберация. Кеплер (Нютон) смята, че тези дефекти не могат да бъдат преодолени. Те не се очаква, че може да има вида ахроматични обективи, физиката на които ще бъдат известни само в XIX век.

рефлекторен телескоп

Грегъри предполага, че тъй като на обектива може да се използва телескоп огледала, тъй като те нямат хроматична аберация. Нютон пое тази идея и създаде Нютоновата телескоп с формата на вдлъбнат посребрено огледало и положителен окуляр. Той подаде на пробата до Кралското общество, където той остава и до днес.

телескоп Single-обектив може да проектира изображение върху екран или филм. За правилно увеличение изисква положително обектив с голямо фокусно разстояние, да речем, 0.5 m, 1 m или много метра. Такава договореност често се използва в астрономическата фотография. Хората са запознати с оптика може да изглежда парадоксална ситуация, където по-слаб обектив дълъг фокус дава по-големи увеличения.

сфери

Предполага се, че древните култури може да са имали телескопи, защото те направиха малки стъклени мъниста. Проблемът е, че не е известно какво са били използвани, и те са, разбира се, не може да бъде в основата на един добър телескоп. Топки могат да бъдат използвани за увеличаване на малки обекти, но качеството в същото време едва ли е задоволителен.

Фокусното разстояние сферата идеалната чаша е много кратко и формира реален образ, е много близо до сферата. В допълнение, аберации (геометричен изкривяване) значително. Проблемът се крие в разстоянието между двете повърхности.

Все пак, ако се направи дълбока бразда екваториална да блокират лъчите, които причиняват дефекти на изображението, се оказва много посредствен лупа в глоба. Това решение се дължи на Coddington, лупа на името му може да бъде закупен днес на малки ръчни лупи да учат много малки обекти. Но доказателствата, че това е направено преди 19-ти век, не.