ارسم صورًا خيالية. بناء الصور التي تعطيها عدسة رقيقة. تركيبة عدسة رفيعة

نقطة الصورة سفي العدسة ستكون هناك نقطة تقاطع لجميع الأشعة المنكسرة أو استمرارها. في الحالة الأولى ، تكون الصورة حقيقية ، في الحالة الثانية - خيالية. كما هو الحال دائمًا ، يكفي إيجاد نقطة التقاطع لجميع الأشعة. يمكننا القيام بذلك باستخدام قانون الانكسار الثاني. للقيام بذلك ، تحتاج إلى قياس زاوية حدوث شعاع عشوائي ، وحساب زاوية الانكسار ، وإنشاء شعاع منكسر ، والذي يقع عند زاوية ما على الوجه الآخر للعدسة. بعد قياس زاوية السقوط هذه ، من الضروري حساب زاوية الانكسار الجديدة وبناء الحزمة الخارجة. كما ترى ، فإن العمل شاق للغاية ، لذلك عادة ما يتم تجنبه. وفقًا للخصائص المعروفة للعدسات ، يمكن إنشاء ثلاث حزم دون أي حسابات. حادث شعاع موازٍ لأي محور بصري ، بعد الانكسار المزدوج ، سيمر عبر البؤرة الحقيقية أو سيمر استمراره عبر البؤرة التخيلية. وفقًا لقانون الانعكاس ، فإن حادث الحزمة في اتجاه التركيز المقابل ، بعد الانكسار المزدوج ، سوف يخرج بالتوازي مع محور بصري معين. أخيرًا ، سيمر الشعاع عبر المركز البصري للعدسة دون انحراف.

على التين. 7 نقطة صورة مرسومة سفي عدسة متقاربة ، في الشكل. 8 - في التشتت. مع مثل هذه الإنشاءات ، يتم تصوير المحور البصري الرئيسي وتظهر الأطوال البؤرية F عليه (المسافات من البؤر الرئيسية أو من المستويات البؤرية إلى المركز البصري للعدسة) والأطوال البؤرية المزدوجة (للعدسات المتقاربة). ثم يبحثون عن نقطة تقاطع الأشعة المنكسرة (أو استمرارها) باستخدام أي اثنين مما سبق.

عادة يكون من الصعب تكوين صورة لنقطة تقع على المحور البصري الرئيسي. لمثل هذا البناء ، تحتاج إلى أخذ أي شعاع موازٍ لمحور بصري جانبي (خط متقطع في الشكل 9). بعد الانكسار المزدوج ، سيمر من خلال تركيز ثانوي يقع عند تقاطع هذا المحور الثانوي والمستوى البؤري. كشعاع ثانٍ ، من الملائم استخدام شعاع يذهب بدون انكسار على طول المحور البصري الرئيسي.

على التين. 10 يظهر اثنين من العدسات المتقاربة. الثاني "الأفضل" يجمع الأشعة ، ويقربها ، إنه "أقوى". قوة بصريةالعدسة تسمى مقلوب البعد البؤري:

يتم التعبير عن قوة العدسة في الديوبتر (D).

أرز. 10

الديوبتر الواحد هو القوة الضوئية لمثل هذه العدسة ، ويبلغ طولها البؤري 1 متر.

تتمتع العدسات المتقاربة بقوة انكسار موجبة ، بينما تتمتع العدسات المتباينة بقوة انكسار سلبية.

يتم تقليل تكوين صورة كائن في عدسة متقاربة إلى بناء نقاطه القصوى. ككائن ، حدد سهمًا AB(الشكل 11). نقطة الصورة أشيدت كما في الشكل. 7 ، نقطة ب 1كما في الشكل 19. دعونا نقدم تدوينًا (مشابهًا لتلك التي تم تقديمها عند التفكير في المرايا): المسافة من الجسم إلى العدسة | بو| = د؛ المسافة من عدسة الكائن إلى الصورة | بو 1 | = F، الطول البؤري | من| = F. من تشابه المثلثات أ 1 ب 1 او ABO (على طول الزوايا الحادة - الرأسية - المتساوية مثلثات قائمةمماثل). من تشابه المثلثات أ 1 ب 1 Fو وزارة المالية(بنفس علامة التشابه) . لذلك،

أو fF = مدافع − مدافع .

قسمة مصطلح المعادلة على مصطلح dFfونقل المصطلح السالب إلى الجانب الآخر من المعادلة ، نحصل على:

لقد اشتقنا صيغة العدسة المشابهة لصيغة المرآة.

في حالة وجود عدسة متباعدة (الشكل 22) ، "يعمل" التركيز شبه الخيالي. لاحظ أن النقطة A1 هي نقطة تقاطع استمرار الأشعة المنكسرة ، وليست نقطة تقاطع الشعاع المنكسر FD والشعاع الساقط AO.

للإثبات ، ضع في اعتبارك حادث شعاع من النقطة أ باتجاه البؤرة البعيدة. بعد الانكسار المزدوج ، ستخرج من العدسة الموازية للمحور البصري الرئيسي ، بحيث يمر استمرارها عبر النقطة A1. يمكن إنشاء صورة النقطة B بشكل مشابه للشكل. 9. من تشابه المثلثات المقابلة ؛ ; fF = مدافع − مدافعأو

من الممكن إجراء دراسة لصيغة العدسة ، على غرار دراسة صيغة المرآة.

كيف ستتغير صورة الجسم إذا انكسر نصف العدسة؟ ستصبح الصورة أقل حدة ، لكن لن يتغير شكلها ولا موضعها. وبالمثل ، فإن صورة الشيء في أي قطعة من العدسة أو المرآة.

لتكوين صورة لنقطة في نظام مثالي ، يكفي تكوين أي شعاعين قادم من هذه النقطة. ستكون نقطة تقاطع الأشعة الخارجة المقابلة لهذين الشعاعين الساقطين هي الصورة المرغوبة لهذه النقطة.

موضوعات مبرمج الاستخدام: بناء الصور في العدسات ، الصيغة عدسة رقيقة.

تقودنا قواعد مسار الأشعة في العدسات الرقيقة ، المصاغة فيها ، إلى أهم بيان.

نظرية الصورة. إذا كانت هناك نقطة مضيئة أمام العدسة ، فبعد الانكسار في العدسة ، تتقاطع جميع الأشعة (أو استمرارها) عند نقطة واحدة.

النقطة تسمى نقطة الصورة.

إذا تقاطعت الأشعة المنكسرة عند نقطة ما ، فسيتم استدعاء الصورة صالح. يمكن الحصول عليها على الشاشة ، حيث تتركز طاقة أشعة الضوء عند نقطة معينة.

ومع ذلك ، إذا لم تتقاطع الأشعة المنكسرة نفسها عند نقطة ما ، ولكن استمرارها (يحدث هذا عندما تتباعد الأشعة المنكسرة بعد العدسة) ، فإن الصورة تسمى تخيلية. لا يمكن استقباله على الشاشة ، لأنه لا توجد طاقة مركزة في النقطة. نتذكر أن الصورة التخيلية تنشأ بسبب خصوصية دماغنا - لإكمال الأشعة المتباعدة حتى تقاطعهم الوهمي ورؤية نقطة مضيئة في هذا التقاطع ، صورة خيالية موجودة فقط في أذهاننا.

تعمل نظرية الصورة كأساس للتصوير في العدسات الرقيقة. سوف نثبت هذه النظرية لكل من العدسات المتقاربة والمتباينة.

العدسة المقربة: الصورة الفعليةنقاط.

لنلقِ نظرة على العدسة المتقاربة أولاً. اسمحوا أن تكون المسافة من النقطة إلى العدسة ، يكون البعد البؤري للعدسة. هناك نوعان من الأساسيات حالات مختلفة: و (بالإضافة إلى الحالة الوسيطة). سنتعامل مع هذه الحالات واحدة تلو الأخرى. في كل منهم نحن
دعونا نناقش خصائص صور مصدر نقطي وكائن ممتد.

الحالة الأولى: . يقع مصدر الضوء النقطي بعيدًا عن العدسة عن المستوى البؤري الأيسر (الشكل 1).

الشعاع الذي يمر عبر المركز البصري لا ينكسر. سوف نأخذ اعتباطياشعاع ، نبني نقطة يتقاطع عندها الشعاع المنكسر مع الشعاع ، ثم نوضح أن موضع النقطة لا يعتمد على اختيار الشعاع (بمعنى آخر ، النقطة هي نفسها بالنسبة لجميع الأشعة الممكنة). وهكذا يتبين أن جميع الأشعة المنبعثة من النقطة تتقاطع عند النقطة بعد الانكسار في العدسة ، وسيتم إثبات نظرية الصورة للحالة قيد الدراسة.

نجد النقطة من خلال البناء مزيد من التحركالحزم . يمكننا القيام بذلك: نرسم محورًا بصريًا جانبيًا موازيًا للشعاع حتى يتقاطع مع المستوى البؤري في التركيز الجانبي ، وبعد ذلك نرسم الحزمة المنكسرة حتى تتقاطع مع الشعاع عند النقطة.

الآن سنبحث عن المسافة من النقطة إلى العدسة. سوف نظهر أن هذه المسافة يتم التعبير عنها فقط من حيث ، أي يتم تحديدها فقط من خلال موضع المصدر وخصائص العدسة ، وبالتالي لا تعتمد على شعاع معين.

دعونا نسقط الخطوط العمودية على المحور البصري الرئيسي. دعنا نرسمه أيضًا بالتوازي مع المحور البصري الرئيسي ، أي عموديًا على العدسة. نحصل على ثلاثة أزواج من المثلثات المتشابهة:

, (1)
, (2)
. (3)

نتيجة لذلك ، لدينا سلسلة المساواة التالية (يشير رقم الصيغة أعلى علامة التساوي إلى زوج من المثلثات المتشابهة تم الحصول على هذه المساواة).

(4)

ولكن ، تمت إعادة كتابة العلاقة (4) على النحو التالي:

. (5)

من هنا نجد المسافة المطلوبة من النقطة إلى العدسة:

. (6)

كما نرى ، لا يعتمد الأمر حقًا على اختيار الشعاع. لذلك ، فإن أي شعاع بعد الانكسار في العدسة سيمر عبر النقطة التي أنشأناها ، وستكون هذه النقطة صورة حقيقية للمصدر

تم إثبات نظرية الصورة في هذه الحالة.

هذه هي الأهمية العملية لنظرية الصورة. نظرًا لأن جميع أشعة المصدر تتقاطع بعد العدسة عند نقطة واحدة - صورتها - فعندئذٍ لبناء صورة ، يكفي التقاط أكثر شعاعين ملاءمة. ماذا بالضبط؟

إذا كان المصدر لا يقع على المحور البصري الرئيسي ، فعندئذٍ يكون ما يلي مناسبًا كحزم مناسبة:

الشعاع الذي يمر عبر المركز البصري للعدسة - لا ينكسر ؛
- شعاع موازٍ للمحور البصري الرئيسي - بعد الانكسار يمر عبر البؤرة.

يوضح الشكل بناء الصورة باستخدام هذه الأشعة. 2.

إذا كانت النقطة تقع على المحور البصري الرئيسي ، فسيبقى شعاع واحد مناسب - يعمل على طول المحور البصري الرئيسي. كالشعاع الثاني ، على المرء أن يأخذ الشعاع "غير المريح" (الشكل 3).

لننظر مرة أخرى إلى التعبير (5). يمكن كتابتها بشكل مختلف قليلاً وأكثر جاذبية ولا تنسى. لننقل الوحدة إلى اليسار أولاً:

نقسم الآن كلا الجانبين من هذه المساواة أ:

(7)

العلاقة (7) يسمى صيغة عدسة رقيقة(أو مجرد صيغة العدسة). حتى الآن ، تم الحصول على صيغة العدسة لحالة العدسة المتقاربة ولصالح. في ما يلي ، نشتق تعديلات على هذه الصيغة للحالات الأخرى.

لنعد الآن إلى العلاقة (6). لا تقتصر أهميته على حقيقة أنه يثبت نظرية الصورة. نرى أيضًا أنه لا يعتمد على المسافة (الشكل 1 ، 2) بين المصدر والمحور البصري الرئيسي!

هذا يعني أنه مهما كانت نقطة المقطع التي نلتقطها ، ستكون صورتها على نفس المسافة من العدسة. سوف تقع على جزء - أي عند تقاطع المقطع مع شعاع يمر عبر العدسة دون انكسار. على وجه الخصوص ، ستكون صورة النقطة هي نقطة.

وهكذا ، توصلنا إلى حقيقة مهمة: المقطع عبارة عن برك مع صورة المقطع. من الآن فصاعدا ، نسمي الجزء الأصلي ، الصورة التي نهتم بها موضوعاتويتم تمييزها بسهم أحمر في الأشكال. نحتاج إلى اتجاه السهم من أجل متابعة ما إذا كانت الصورة مستقيمة أو مقلوبة.

العدسة المتقاربة: الصورة الفعلية لجسم ما.

دعنا ننتقل إلى النظر في صور الأشياء. أذكر ذلك ونحن في إطار القضية. يمكن تمييز ثلاث حالات نموذجية هنا.

واحد. . صورة الكائن حقيقية ، مقلوبة ، مكبرة (الشكل 4 ؛ يشار إلى التركيز المزدوج). من صيغة العدسة يتبع ذلك في هذه الحالة (لماذا؟).

يتم إدراك مثل هذا الموقف ، على سبيل المثال ، في أجهزة العرض العلوية وكاميرات الأفلام - تعطي هذه الأجهزة البصرية صورة مكبرة لما هو موجود على الفيلم على الشاشة. إذا سبق لك عرض الشرائح ، فأنت تعلم أنه يجب إدخال الشريحة في جهاز العرض رأسًا على عقب - حتى تبدو الصورة على الشاشة صحيحة ولا تنقلب رأسًا على عقب.

نسبة حجم الصورة إلى حجم الجسم تسمى التكبير الخطي للعدسة ويُرمز لها ب Г - (هذه هي "جاما" اليونانية الكبيرة):

من تشابه المثلثات نحصل على:

. (8)

تُستخدم الصيغة (8) في العديد من المشكلات التي تتعلق بالتكبير الخطي للعدسة.

2.. في هذه الحالة ، من الصيغة (6) نجد ذلك و. التكبير الخطي للعدسة وفقًا لـ (8) يساوي واحدًا ، أي أن حجم الصورة يساوي حجم الجسم (الشكل 5).

أرز. 5.a = 2f: حجم الصورة يساوي حجم الكائن

3.. في هذه الحالة ، يتبع من صيغة العدسة أن (لماذا؟). سيكون التكبير الخطي للعدسة أقل من واحد - الصورة حقيقية ، مقلوبة ، مخفضة (الشكل 6).

هذا الوضع شائع بالنسبة للكثيرين الأجهزة البصرية: الكاميرات ، المناظير ، التلسكوبات - في كلمة واحدة ، تلك التي يتم فيها الحصول على صور لأجسام بعيدة. عندما يتحرك الكائن بعيدًا عن العدسة ، تقل صورته في الحجم وتقترب من المستوى البؤري.

لقد انتهينا تمامًا من النظر في الحالة الأولى. دعنا ننتقل إلى الحالة الثانية. لن تكون كبيرة بعد الآن.

العدسة المتقاربة: صورة افتراضية لنقطة.

الحالة الثانية:. يوجد مصدر ضوء نقطي بين العدسة والمستوى البؤري (الشكل 7).

جنبًا إلى جنب مع انتقال الشعاع دون انكسار ، فإننا نعتبر مرة أخرى شعاعًا عشوائيًا. ومع ذلك ، يتم الآن الحصول على شعاعين متباينين ​​عند الخروج من العدسة. ستستمر أعيننا في هذه الأشعة حتى تتقاطع عند نقطة ما.

تنص نظرية الصورة على أن النقطة ستكون هي نفسها لجميع الأشعة المنبعثة من النقطة. نثبت ذلك مرة أخرى بثلاثة أزواج من المثلثات المتشابهة:

للدلالة مرة أخرى من خلال المسافة من العدسة ، لدينا سلسلة المساواة المقابلة (يمكنك بسهولة اكتشافها بالفعل):

. (9)

. (10)

لا تعتمد القيمة على الشعاع ، مما يثبت نظرية الصورة في حالتنا. إذن ، هي صورة افتراضية للمصدر. إذا كانت النقطة لا تقع على المحور البصري الرئيسي ، فمن الأفضل أن تأخذ شعاعًا يمر عبر المركز البصري وحزمة موازية للمحور البصري الرئيسي (الشكل 8) ، وذلك لبناء صورة.

حسنًا ، إذا كانت النقطة تقع على المحور البصري الرئيسي ، فلا يوجد مكان تذهب إليه - يجب أن تكون راضيًا عن شعاع يسقط بشكل غير مباشر على العدسة (الشكل 9).

العلاقة (9) تقودنا إلى صيغة مختلفة من صيغة العدسة للحالة المدروسة. أولاً ، نعيد كتابة هذه العلاقة على النحو التالي:

ثم قسم كلا الجانبين من المساواة الناتجة عن طريق أ:

. (11)

بمقارنة (7) و (11) ، نرى اختلافًا طفيفًا: المصطلح يسبقه علامة زائد إذا كانت الصورة حقيقية ، وعلامة ناقص إذا كانت الصورة خيالية.

لا تعتمد القيمة المحسوبة بالصيغة (10) أيضًا على المسافة بين النقطة والمحور البصري الرئيسي. على النحو الوارد أعلاه (تذكر المنطق بنقطة) ، فهذا يعني أن صورة المقطع في الشكل. 9 سيكون قطعة.

العدسة المتقاربة: صورة افتراضية لجسم ما.

مع وضع ذلك في الاعتبار ، يمكننا بسهولة إنشاء صورة لجسم يقع بين العدسة والمستوى البؤري (الشكل 10). اتضح أنه تخيلي ومباشر ومكبر.

ترى مثل هذه الصورة عندما تنظر إلى جسم صغير في عدسة مكبرة - عدسة مكبرة. تم تفكيك العلبة بالكامل. كما ترى ، فهي تختلف نوعياً عن حالتنا الأولى. هذا ليس بالأمر المفاجئ - فبعد كل شيء ، تكمن بينهما قضية "كارثية" وسيطة.

العدسة المتقاربة: كائن في المستوى البؤري.

الحالة المتوسطة: يقع مصدر الضوء في المستوى البؤري للعدسة (الشكل 11).

كما نتذكر من القسم السابق ، فإن أشعة الحزمة المتوازية ، بعد الانكسار في العدسة المتقاربة ، سوف تتقاطع في المستوى البؤري - أي عند التركيز الرئيسي إذا كانت الحزمة تقع بشكل عمودي على العدسة ، وعند التركيز الجانبي إذا كان الشعاع يقع بشكل غير مباشر. باستخدام قابلية انعكاس مسار الأشعة ، نستنتج أن جميع أشعة المصدر الموجودة في المستوى البؤري ، بعد مغادرة العدسة ، سوف تتوازى مع بعضها البعض.

أرز. 11. أ = و: لا توجد صورة

أين صورة النقطة؟ لا توجد صور. ومع ذلك ، لا أحد يمنعنا من افتراض أن الأشعة المتوازية تتقاطع عند نقطة بعيدة لا نهائية. ثم تظل نظرية الصورة صالحة في هذه الحالة ، الصورة في اللانهاية.

وفقًا لذلك ، إذا كان الكائن موجودًا بالكامل في المستوى البؤري ، فسيتم تحديد موقع صورة هذا الكائن في ما لا نهاية(أو ، ما هو نفسه ، سيكون غائبًا).

لذلك ، فقد نظرنا تمامًا في تكوين الصور في عدسة متقاربة.

العدسة المتقاربة: صورة افتراضية لنقطة.

لحسن الحظ ، لا توجد مجموعة متنوعة من المواقف مثل العدسة المتقاربة. لا تعتمد طبيعة الصورة على مدى بُعد الكائن عن العدسة المتباينة ، لذلك ستكون هناك حالة واحدة فقط هنا.

مرة أخرى نأخذ شعاعًا وشعاعًا عشوائيًا (الشكل 12). عند الخروج من العدسة ، لدينا شعاعتان متباعدتان ، والتي تبنيها أعيننا حتى التقاطع عند النقطة.

علينا مرة أخرى إثبات نظرية الصورة - أن النقطة ستكون هي نفسها لجميع الأشعة. نتصرف بمساعدة نفس الأزواج الثلاثة من المثلثات المتشابهة:

(12)

. (13)

لا تعتمد قيمة b على مدى الشعاع
، لذلك تمتد امتدادات جميع الأشعة المنكسرة
تتقاطع عند نقطة - الصورة التخيلية للنقطة. وهكذا تم إثبات نظرية الصورة تمامًا.

تذكر أنه بالنسبة للعدسة المتقاربة ، حصلنا على صيغ مماثلة (6) و (10). في حالة قاسمهم اختفت (ذهبت الصورة إلى ما لا نهاية) ، وبالتالي تميزت هذه الحالة مواقف مختلفة اختلافًا جذريًا و.

لكن بالنسبة للصيغة (13) ، لا يختفي المقام لأي أ. لذلك ، بالنسبة للعدسة المتباينة لا يوجد نوع نوعي حالات مختلفةموقع المصدر - هناك حالة واحدة فقط هنا ، كما قلنا أعلاه.

إذا كانت النقطة لا تقع على المحور البصري الرئيسي ، فإن حزمتين مناسبتين لبناء صورتها: أحدهما يمر عبر المركز البصري ، والآخر موازٍ للمحور البصري الرئيسي (الشكل 13).

إذا كانت النقطة تقع على المحور البصري الرئيسي ، فيجب أن تؤخذ الحزمة الثانية بشكل تعسفي (الشكل 14).

لمعرفة العدسة التي تعطي الصورة ، عليك أولاً أن تتذكر أن الظاهرة الفيزيائية الرئيسية المستخدمة لإنشاء العدسة هي الظاهرة التي تمر عبر الوسط. كانت هذه الظاهرة هي التي جعلت من الممكن إنشاء مثل هذا الجهاز الذي يمكنه التحكم في اتجاه تدفقات الضوء. يتم شرح مبادئ هذه السيطرة للأطفال في المدرسة ، في مقرر الفيزياء للصف الثامن.

تعريف كلمة العدسة والمواد المستخدمة في صنعها

يتم استخدام العدسات بحيث يمكن لأي شخص رؤية صورة مكبرة أو مصغرة لجسم ما. على سبيل المثال ، باستخدام تلسكوب أو مجهر. لذلك ، هذا الجهاز شفاف. تم ذلك بهدف رؤية الأشياء كما هي بالفعل ، فقط تغيرت في الحجم. لن يتم تلوينه أو تشويهه إذا لم يكن ذلك مطلوبًا. وهذا يعني أن العدسة عبارة عن جسم شفاف. دعنا ننتقل إلى مكوناته. العدسة تتكون من سطحين. يمكن أن تكون منحنية ، وغالبًا ما تكون كروية ، أو أن يكون أحدهما منحنيًا والآخر مسطحًا. من هذه المستويات ، تعتمد العدسة على الصورة. المواد المستخدمة في صناعة العدسات في الحياة اليومية الواسعة هي الزجاج أو البلاستيك. علاوة على ذلك سوف نتحدث على وجه التحديد عن العدسات الزجاجية لفهم عام.

تقسيم العدسات المحدبة والمقعرة

هذا التقسيم يعتمد على شكل العدسة. إذا كان للعدسة وسط أعرض من الحواف ، فإنها تسمى محدبة. على العكس من ذلك ، إذا كان الوسط أرق من الحواف ، فإن هذا الجهاز يسمى مقعر. ما هو المهم أيضا؟ ما يهم هو البيئة التي يوجد فيها الجسم الشفاف. بعد كل شيء ، تعتمد العدسة التي تعطي أي صورة على الانكسار في وسيطين - في العدسة نفسها وفي المادة المحيطة بها. علاوة على ذلك ، سننظر في المجال الجوي فقط ، لأن العدسات المصنوعة من الزجاج أو البلاستيك أعلى من المؤشر البيئي المعمول به.

العدسة المقربة

لنأخذ عدسة محدبة ونمرر تيارًا من الضوء (أشعة متوازية) من خلالها. بعد المرور عبر مستوى السطح ، يتم تجميع التدفق عند نقطة واحدة ، وهذا هو سبب تسمية العدسة بالعدسة المتقاربة.

لفهم نوع الصورة التي تعطيها العدسة المتقاربة ، وأي صورة أخرى بالفعل ، عليك أن تتذكر معلماتها الرئيسية.

معلمات مهمة لفهم خصائص جسم زجاجي معين

إذا كانت العدسة مقيدة بسطحين كرويين ، فإن مجالاتها ، بالطبع ، لها نصف قطر معين. تسمى هذه الأنصاف أنصاف أقطار الانحناء ، والتي تنبثق من مراكز المجالات. يسمى الخط المستقيم الذي يربط كلا المركزين بالمحور البصري. العدسة الرقيقة هي نقطة يمر من خلالها الشعاع دون انحراف كبير عن اتجاهه السابق. يطلق عليه المركز البصري للعدسة. من خلال هذا المركز ، المتعامد مع المحور البصري ، يمكن للمرء أن يرسم طائرة عمودية. يطلق عليه المستوى الرئيسي للعدسة. هناك أيضًا نقطة تسمى التركيز الرئيسي - المكان الذي تتجمع فيه الأشعة بعد مرورها عبر الجسم الزجاجي. عند تحليل السؤال عن نوع الصورة التي تعطيها العدسة المتقاربة ، من المهم أن تتذكر أن تركيزها يكون مع الجانب المعاكسمن دخول الأشعة. مع وجود عدسة متباينة ، يكون التركيز خياليًا.

ما هي صورة الجسم التي تعطيها العدسة المتقاربة؟

يعتمد ذلك بشكل مباشر على مدى وضع الكائن بالنسبة إلى العدسة. لن تكون هناك صورة حقيقية إذا تم وضع كائن بين تركيز العدسة والعدسة نفسها.

الصورة خيالية ومستقيمة ومكبرة بشكل كبير. مثال أولي لمثل هذه الصورة هو عدسة مكبرة.

إذا وضعت كائنات خلف التركيز ، فسيكون هناك خياران ممكنان ، ولكن في كلتا الحالتين ستكون الصورة مقلوبة وحقيقية في المقام الأول. الاختلاف في الحجم فقط. إذا قمت بوضع الكائنات بين التركيز والتركيز المزدوج ، يتم تكبير الصورة. إذا قمت بوضعه خلف التركيز المزدوج ، فسيتم تقليله.

في بعض الحالات ، قد يحدث عدم تلقي أي صورة على الإطلاق. كما ترون من الشكل أعلاه ، إذا وضعت شيئًا في النقطة المحورية للعدسة ، فإن الخطوط التي تتقاطع لإعطاء أعلى نقطة للكائن تعمل بشكل متوازي. وفقًا لذلك ، فإن التقاطع غير وارد ، لأنه لا يمكن الحصول على الصورة إلا في مكان ما في اللانهاية. من المثير للاهتمام أيضًا الحالة عندما يتم وضع كائن في مكان التركيز المزدوج. في هذه الحالة ، تنقلب الصورة رأسًا على عقب ، حقيقية ، لكنها متطابقة في الحجم مع الكائن الأصلي.

في الأشكال ، تم تصوير هذه العدسة بشكل تخطيطي على أنها جزء به أسهم في نهاياتها تشير إلى الخارج.

عدسة متباينة

منطقيا ، العدسة المقعرة متشعبة. الفرق هو أنه يعطي صورة افتراضية. تنتشر أشعة الضوء بعد مرورها جوانب مختلفة، لذلك لا توجد صورة فعلية. الإجابة على السؤال الذي تعطيه الصورة هي نفسها دائمًا. على أي حال ، لن يتم عكس الصورة ، أي مستقيمة ، ستكون خيالية ومختصرة.

في الأشكال ، تم تصوير هذه العدسة بشكل تخطيطي على أنها جزء به أسهم في الأطراف تنظر إلى الداخل.

ما هو مبدأ بناء الصورة

هناك العديد من خطوات البناء. الكائن الذي سيتم بناء صورته له رأس. يجب رسم خطين منه: أحدهما من خلال المركز البصري للعدسة ، والآخر موازٍ للمحور البصري للعدسة ، ثم من خلال التركيز. سيعطي تقاطع هذه الخطوط رأس الصورة. كل ما هو مطلوب بعد ذلك هو توصيل المحور البصري والنقطة الناتجة بالتوازي مع الكائن الأصلي. في الحالة التي يكون فيها الكائن أمام بؤرة العدسة ، ستكون الصورة خيالية وتكون على نفس جانب الكائن.

نتذكر نوع الصورة التي تعطيها العدسة المتباعدة ، لذلك نقوم ببناء صورة لعدسة مقعرة ، وفقًا لنفس المبدأ ، مع اختلاف واحد فقط. يكون تركيز العدسة المستخدمة في البناء على نفس جانب الكائن الذي تحتاج صورته إلى البناء.

الاستنتاجات

دعنا نلخص المواد المذكورة أعلاه لفهم العدسة التي تعطي الصورة. من الواضح أن العدسة يمكن أن تزيد وتنقص ، لكن الأسئلة مختلفة.

السؤال الأول: ما هي العدسات التي تنتج صورة حقيقية؟ الجواب جماعي فقط. إنها عدسة مقعرة يمكن أن تعطي صورة حقيقية.

السؤال الثاني: ما نوع العدسة التي تنتج صورة افتراضية؟ الجواب هو التشتت ، وفي بعض الحالات ، عندما يكون الكائن بين التركيز والعدسة ، يكون جماعيًا.

على التين. يوضح الشكل 22 أبسط أشكال العدسات الزجاجية: محدب مستوي ، محدب ثنائي الجانب (الشكل 22 ، ب) ، مقعرة مسطحة (الشكل 22 ، الخامس) و biconcave (الشكل 22 ، جي). أول اثنين منهم في الهواء تجمعالعدسات والثاني - تشتت. ترتبط هذه الأسماء بحقيقة أنه في العدسة المتقاربة ، ينكسر الشعاع باتجاه المحور البصري ، والعكس صحيح في العدسة المتباعدة.

الحزم التي تعمل بالتوازي مع المحور البصري الرئيسي تنحرف خلف العدسة المتقاربة (الشكل 23 ، أ) حتى يجتمعوا عند نقطة تسمى التركيز. في العدسة المتباينة ، تنحرف الأشعة التي تسافر بالتوازي مع المحور البصري الرئيسي بحيث يتم جمع استمراريتها عند التركيز الموجود على جانب الأشعة الساقطة (الشكل 23 ، ب). المسافة إلى البؤر على جانبي العدسة الرقيقة هي نفسها ولا تعتمد على ملف تعريف الأسطح اليمنى واليسرى للعدسة.

أرز. 22. Plano-محدب ( أ) ، محدب ثنائي الوجه ( ب) ، مقعر مستوي ( الخامس) و biconcave ( جي) العدسات.

أرز. 23. مسار الأشعة التي تعمل بالتوازي مع المحور البصري الرئيسي في عدسات التجميع (أ) والمتباعدة (ب).

شعاع يمر عبر مركز العدسة (الشكل 24 ، أ- العدسة المتقاربة الشكل. 24 ، ب- العدسة المتباينة) غير منكسرة.

أرز. 24. مسار الأشعة المارة عبر المركز البصري ا ، في العدسات المتقاربة (أ) والمتشعبة (ب).

تتقاطع الأشعة التي تسير بالتوازي مع بعضها البعض ، ولكن ليست موازية للمحور البصري الرئيسي ، عند نقطة (تركيز جانبي) في طائرة الوصل، الذي يمر من خلال تركيز العدسة بشكل عمودي على المحور البصري الرئيسي (الشكل 25 ، أ- العدسة المتقاربة الشكل. 25 ، ب- عدسة متباينة).

أرز. 25. مسار حزم الأشعة المتوازية في عدسات التجميع (أ) والتشتت (ب).

.

عند إنشاء (الشكل 26) صورة لنقطة (على سبيل المثال ، طرف سهم) باستخدام عدسة متقاربة ، يتم إصدار حزمتين من هذه النقطة: موازية للمحور البصري الرئيسي ومن خلال المركز االعدسات.

أرز. 26. بناء الصور في عدسة متقاربة

اعتمادًا على المسافة من السهم إلى العدسة ، يمكن الحصول على أربعة أنواع من الصور ، يتم وصف خصائصها في الجدول 2. عند إنشاء صورة لمقطع عمودي على المحور البصري الرئيسي ، يتبين أن صورته أيضًا قطعة متعامدة على المحور البصري الرئيسي.

متى عدسة متباينةيمكن أن تكون صورة كائن من نوع واحد فقط - خيالي ، مختزل ، مباشر. يمكن ملاحظة ذلك بسهولة من خلال تنفيذ إنشاءات مماثلة لنهاية السهم بمساعدة شعاعين (الشكل 27).

الجدول 2