Birləşən və ayrılan linzalar. linzalar

Dərsin inkişafı (dərs qeydləri)

UMK xətti A. V. Perışkin. Fizika (7-9)

Diqqət! Saytın administrasiyasının saytı metodik işlənmələrin məzmununa, habelə Federal Dövlət Təhsil Standartının hazırlanmasının uyğunluğuna görə məsuliyyət daşımır.

Dərsin Məqsədləri:

• lensin nə olduğunu öyrənin, onları təsnif edin, anlayışları təqdim edin: fokus, fokus uzunluğu, optik güc, xətti böyütmə;
• mövzu ilə bağlı problemləri həll etmək bacarıqlarını inkişaf etdirməyə davam edin.

Dərslər zamanı

Sənin hüzurunda sevinclə tərənnüm edirəm
Nə bahalı daşlar, nə qızıl, amma ŞÜŞƏ.

M.V. Lomonosov

Bu mövzu çərçivəsində lensin nə olduğunu xatırladırıq; nazik lensdə təsvirin ümumi prinsiplərini nəzərdən keçirin, həmçinin nazik lens üçün düstur çıxarın.

Əvvəllər biz işığın sınması ilə tanış olmuşuq, həmçinin işığın sınması qanununu çıxarmışıq.

Ev tapşırığını yoxlamaq

1) sorğu § 65

2) frontal sorğu (təqdimata bax)

1. Şüşə boşqabdan keçən şüanın havada gedişi rəqəmlərdən hansı düzgün göstərilib?

2. Aşağıdakı fiqurlardan hansında şaquli yerləşdirilmiş düz güzgüdə təsvir düzgün qurulub?

3. Şüşədən havaya işıq şüası keçir, iki mühit arasında sındırılır. 1-4 istiqamətlərdən hansı sınmış şüaya uyğundur?

4. Pişik balası sürətlə düz güzgüyə doğru qaçır V= 0,3 m/s. Güzgü özü pişik balasından sürətlə uzaqlaşır u= 0,05 m/s. Pişik bala güzgüdəki şəklinə hansı sürətlə yaxınlaşır?

Yeni materialın öyrənilməsi

Ümumiyyətlə, söz obyektiv- Bu, mərcimək kimi tərcümə olunan latın sözüdür. Mərci meyvələri noxuda çox bənzəyən, lakin noxudları yuvarlaq olmasa da, qabıqlı tortlar görünüşünə malik bitkidir. Buna görə də, belə bir formaya malik bütün dəyirmi eynəklər linzalar adlandırılmağa başladı.

Linzaların ilk qeydinə Aristofanın (e.ə. 424-cü il) qədim yunan "Buludlar" pyesində rast gəlmək olar, burada qabarıq şüşə və günəş işığından istifadə edilməklə atəş hazırlanırdı. Kəşf edilən linzaların ən qədiminin yaşı isə 3000 ildən çoxdur. Bu sözdə obyektiv Nəmrud. 1853-cü ildə Ostin Henri Layard tərəfindən Nimrudda Assuriyanın qədim paytaxtlarından birinin qazıntıları zamanı tapılıb. Lens ovala yaxın bir forma malikdir, təxminən cilalanmış, tərəflərdən biri qabarıq, digəri isə düzdür. Hal-hazırda o, Britaniya Muzeyində - Böyük Britaniyanın əsas tarixi və arxeoloji muzeyində saxlanılır.

Nəmrudun obyektivi

Beləliklə, müasir mənada, linzalar iki sferik səthlə sərhədlənmiş şəffaf cisimlərdir . (dəftərə yaz) Sferik linzalar ən çox istifadə olunur, burada məhdudlaşdırıcı səthlər kürə və ya kürə və müstəvidir. Sferik səthlərin və ya kürələrin və təyyarələrin nisbi yerləşdirilməsindən asılı olaraq, var qabarıq və konkav linzalar. (Uşaqlar Optika dəstindən linzalara baxırlar)

Öz növbəsində qabarıq linzalar üç növə bölünür- düz qabarıq, bikonveks və qabarıq qabarıq; a konkav linzalar təsnif edilir düz-konkav, bikonkav və qabarıq-konkav.

(yazmaq)

İstənilən qabarıq linza linzanın mərkəzində müstəvi-paralel şüşə boşqab və linzanın ortasına doğru genişlənən kəsik prizmaların, konkav lens isə müstəvi-paralel şüşə lövhənin kombinasiyası kimi təqdim edilə bilər. lensin mərkəzində və kənarlara doğru genişlənən kəsilmiş prizmalarda.

Məlumdur ki, prizma ətraf mühitdən optik cəhətdən daha sıx olan materialdan hazırlanırsa, o zaman şüanı əsasına doğru yönləndirəcək. Buna görə də, qırılmadan sonra paralel işıq şüası qabarıq lensdə konvergent olur(bunlara deyilir toplanış), a konkav lensdəəksinə, qırılmadan sonra paralel işıq şüası fərqli olur(buna görə belə linzalar adlanır səpilmə).

Sadəlik və rahatlıq üçün sferik səthlərin radiusları ilə müqayisədə qalınlığı əhəmiyyətsiz olan linzaları nəzərdən keçirəcəyik. Belə linzalar adlanır nazik linzalar. Gələcəkdə isə obyektivdən danışanda biz həmişə nazik lensi başa düşəcəyik.

İncə linzaları simvollaşdırmaq üçün aşağıdakı texnika istifadə olunur: əgər lens toplanış, onda linzanın mərkəzindən istiqamətlənmiş uclarında oxlar olan düz xətt ilə işarələnir və əgər linza səpilmə, sonra oxlar linzanın mərkəzinə doğru yönəldilir.

Konversion lensin şərti təyinatı

Diverging lensin şərti təyinatı

(yazmaq)

Lensin optik mərkəzişüaların qırılma keçirmədiyi nöqtədir.

Lensin optik mərkəzindən keçən hər hansı düz xətt deyilir optik ox.

Lensi məhdudlaşdıran sferik səthlərin mərkəzlərindən keçən optik ox deyilir əsas optik ox.

Lensin əsas optik oxuna (və ya onların davamına) paralel düşən şüaların kəsişdiyi nöqtə deyilir. lensin əsas diqqəti. Yadda saxlamaq lazımdır ki, hər hansı bir lensin iki əsas diqqəti var - ön və arxa, çünki. iki istiqamətdən üzərinə düşən işığı sındırır. Və bu fokusların hər ikisi lensin optik mərkəzinə nisbətən simmetrik olaraq yerləşir.

birləşən lens

(çəkmək)

fərqli lens

(çəkmək)

Lensin optik mərkəzindən onun əsas fokusuna qədər olan məsafə deyilir fokus uzunluğu.

fokus müstəvisi lensin əsas optik oxuna perpendikulyar olan, onun əsas fokusundan keçən müstəvidir.
Metrlə ifadə edilən lensin qarşılıqlı fokus uzunluğuna bərabər dəyər deyilir lensin optik gücü. Böyük Latın hərfi ilə işarələnir D və ilə ölçülür dioptrilər(qısaldılmış diopter).

(Rekord)

Əldə etdiyimiz nazik lens düsturu ilk dəfə 1604-cü ildə Johannes Kepler tərəfindən yaradılmışdır. O, müxtəlif konfiqurasiyalı linzalarda işığın kiçik düşmə bucaqlarında sınmasını tədqiq etmişdir.

Lensin xətti böyüdülməsi təsvirin xətti ölçüsünün obyektin xətti ölçüsünə nisbətidir. Böyük yunan hərfi G hərfi ilə işarələnir.

Problemin həlli(taxtada) :

• Str 165 məşq 33 (1.2)
• Şam, optik gücü 10 diopter olan birləşən lensdən 8 sm məsafədə yerləşir. Təsvir obyektivdən hansı məsafədə alınacaq və necə görünəcək?
• Fokus uzunluğu 12 sm olan obyektivdən hansı məsafədə yerləşdirmək lazımdır ki, onun həqiqi təsviri obyektin özündən üç dəfə böyük olsun?

Evdə: §§ 66 № 1584, 1612-1615 (Lukasik kolleksiyası)

1) Şəkil ola bilər xəyali və ya etibarlıdır. Təsvir şüaların özləri tərəfindən əmələ gəlirsə (yəni, işıq enerjisi verilmiş bir nöqtəyə daxil olur), o, realdır, lakin şüaların özləri tərəfindən deyil, onların davamı ilə, o zaman təsvirin xəyali olduğunu söyləyirlər (işıq enerjisi verilmiş nöqtəni daxil etməyin).

2) Şəklin yuxarı və aşağı hissələri obyektin özünə bənzər şəkildə istiqamətləndirilirsə, o zaman şəkil çağırılır birbaşa. Şəkil tərsdirsə, o zaman çağırılır tərs (ters).

3) Təsvir əldə edilmiş ölçülərlə xarakterizə olunur: böyüdülmüş, kiçildilmiş, bərabər.

Düz güzgüdəki şəkil

Yastı güzgüdəki təsvir xəyali, düz, ölçüsünə görə cismə bərabərdir, cisim güzgü qarşısında olduğu kimi güzgü arxasında eyni məsafədə yerləşir.

linzalar

Lens hər iki tərəfdən əyri səthlərlə məhdudlaşan şəffaf bir cisimdir.

Altı növ linza var.

Toplama: 1 - biconvex, 2 - düz qabarıq, 3 - qabarıq-konkav. Səpilmə: 4 - biconcave; 5 - plano-konkav; 6 - konkav-qabarıq.

birləşən lens

fərqli lens

Lensin xüsusiyyətləri.

NN- əsas optik ox - lensi məhdudlaşdıran sferik səthlərin mərkəzlərindən keçən düz xətt;

O- optik mərkəz - bikonveks və ya bikonkav (eyni səth radiuslu) linzalar üçün linzanın içərisində (onun mərkəzində) optik oxda yerləşən nöqtə;

F- lensin əsas diqqəti - əsas optik oxa paralel yayılan işıq şüasının toplandığı nöqtə;

OF- fokus uzunluğu;

N"N"- linzanın yan oxu;

F"- yan diqqət;

Fokus müstəvisi - əsas optik oxa perpendikulyar olan əsas fokusdan keçən təyyarə.

Lensdəki şüaların yolu.

Lensin (O) optik mərkəzindən keçən şüa sınma hiss etmir.

Əsas optik oxa paralel olan şüa, qırılmadan sonra əsas fokusdan (F) keçir.

Əsas fokusdan (F) keçən şüa qırılmadan sonra əsas optik oxa paralel gedir.

İkinci dərəcəli optik oxa (N"N") paralel gedən şüa ikinci dərəcəli fokusdan (F") keçir.

lens formulası.

Lens düsturundan istifadə edərkən işarə qaydasından düzgün istifadə etməlisiniz: +F- birləşən lens; -F- fərqli lens; +d- mövzu etibarlıdır; -d- xəyali obyekt; +f- obyektin təsviri etibarlıdır; -f- obyektin təsviri xəyalidir.

Lensin fokus uzunluğunun əksi deyilir optik güc.

Transvers böyütmə- təsvirin xətti ölçüsünün obyektin xətti ölçüsünə nisbəti.

Müasir optik cihazlar görüntü keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq üçün linza sistemlərindən istifadə edir. Birləşdirilmiş linzalar sisteminin optik gücü onların optik güclərinin cəminə bərabərdir.

1 - buynuz qişa; 2 - iris; 3 - albuginea (sklera); 4 - xoroid; 5 - piqment təbəqəsi; 6 - sarı ləkə; 7 - optik sinir; 8 - tor qişa; 9 - əzələ; 10 - lensin bağları; 11 - lens; 12 - şagird.

Lens obyektiv kimi bir bədəndir və görmə qabiliyyətimizi müxtəlif məsafələrə uyğunlaşdırır. Gözün optik sistemində görüntünün retinaya fokuslanması deyilir yaşayış. İnsanlarda yerləşmə, əzələlərin köməyi ilə həyata keçirilən lensin qabarıqlığının artması səbəbindən baş verir. Bu, gözün optik gücünü dəyişir.

Retinaya düşən cismin təsviri real, kiçilmiş, tərs olur.

Ən yaxşı görmə məsafəsi təxminən 25 sm olmalıdır və görmə həddi (uzaq nöqtə) sonsuzdur.

Yaxından görmə (miyopiya) Gözün bulanıq gördüyü və görüntünün retinanın önünə fokuslandığı görmə qüsuru.

Uzaqgörmə (hipermetropiya) Görünüşün retinanın arxasına fokuslandığı görmə qüsuru.

Elə cisimlər var ki, onların üzərinə düşən elektromaqnit şüalanma axınının sıxlığını dəyişməyə, yəni ya onu bir nöqtədə toplayaraq artıra, ya da səpələyərək azaltmağa qadirdir. Bu obyektlərə fizikada linzalar deyilir. Bu sualı daha ətraflı nəzərdən keçirək.

Fizikada linzalar nədir?

Bu anlayış elektromaqnit şüalanmasının yayılma istiqamətini dəyişdirməyə qadir olan tamamilə hər hansı bir obyekt deməkdir. Bu, optik eynəkləri, maqnit və qravitasiya linzalarını ehtiva edən fizikada linzaların ümumi tərifidir.

Bu yazıda əsas diqqət şəffaf materialdan hazırlanmış və iki səthlə məhdudlaşan obyektlər olan optik eynəklərə veriləcəkdir. Bu səthlərdən biri mütləq əyriliyə malik olmalıdır (yəni sonlu radiuslu sferanın bir hissəsi olmalıdır), əks halda cisim işıq şüalarının yayılma istiqamətini dəyişmək xüsusiyyətinə malik olmayacaq.

Lens prinsipi

Bu sadə optik obyektin mahiyyəti günəş işığının sınması hadisəsidir. 17-ci əsrin əvvəllərində məşhur holland fiziki və astronomu Willebrord Snell van Rooyen hazırda onun soyadını daşıyan refraksiya qanununu nəşr etdi. Bu qanunun tərtibi belədir: günəş işığı iki optik şəffaf mühitin interfeysindən keçdikdə, şüa ilə səthin normalı arasındakı sinusun məhsulu və onun yayıldığı mühitin sınma əmsalı sabitdir. dəyər.

Yuxarıdakıları aydınlaşdırmaq üçün bir nümunə veririk: işıq suyun səthinə düşsün, səthin normalı ilə şüa arasındakı bucaq θ 1-ə bərabərdir. Sonra işıq şüası sınır və suda artıq səthin normalına θ 2 bucaq altında yayılmağa başlayır. Snell qanununa görə alırıq: sin (θ 1) * n 1 \u003d sin (θ 2) * n 2, burada n 1 və n 2 müvafiq olaraq hava və su üçün sındırma göstəriciləridir. Kırılma əmsalı nədir? Bu, elektromaqnit dalğalarının vakuumda yayılma sürətinin optik şəffaf mühitin sürətindən neçə dəfə böyük olduğunu göstərən dəyərdir, yəni n = c/v, burada c və v vakuumda və mühitdə işığın sürətidir. , müvafiq olaraq.

Kırılmanın meydana gəlməsinin fizikası Fermat prinsipinin həyata keçirilməsində yatır, buna görə işığın kosmosda bir nöqtədən digərinə olan məsafəni ən qısa müddətdə keçəcək şəkildə hərəkət etməsidir.

Fizikada optik lensin növü yalnız onu meydana gətirən səthlərin forması ilə müəyyən edilir. Onlara düşən şüanın sınma istiqaməti bu formadan asılıdır. Beləliklə, səthin əyriliyi müsbətdirsə (konveks), o zaman lensdən çıxanda işıq şüası optik oxuna daha yaxın yayılacaq (aşağıya bax). Əksinə, səthin əyriliyi mənfi (konkav) olarsa, optik şüşədən keçərək, şüa mərkəzi oxundan uzaqlaşacaq.

Bir daha qeyd edirik ki, hər hansı əyriliyin səthi şüaları eyni şəkildə (Stella qanununa görə) sındırır, lakin onların normalları optik oxa nisbətən fərqli yamaclara malikdir və nəticədə sınmış şüanın fərqli davranışı yaranır.

İki qabarıq səthlə məhdudlaşan linzaya yaxınlaşan lens deyilir. Öz növbəsində, əgər mənfi əyriliyə malik iki səthdən əmələ gəlirsə, o zaman səpilmə adlanır. Bütün digər görünüşlər göstərilən səthlərin birləşməsi ilə əlaqələndirilir, onlara bir təyyarə də əlavə olunur. Birləşdirilmiş lensin hansı xüsusiyyəti (diffuz və ya yaxınlaşma) onun səthlərinin radiuslarının ümumi əyriliyindən asılıdır.

Lens elementləri və şüa xassələri

Təsvir fizikasında linzalarda qurmaq üçün bu obyektin elementləri ilə tanış olmaq lazımdır. Onlar aşağıda verilmişdir:

• Əsas optik ox və mərkəz. Birinci halda, onlar lensin optik mərkəzindən perpendikulyar keçən düz bir xətt deməkdir. Sonuncu, öz növbəsində, linzanın içərisində olan bir nöqtədir, oradan şüa qırılma hiss etmir.
• Fokus uzunluğu və fokus - mərkəz ilə optik oxda bir nöqtə arasındakı məsafə, bu oxa paralel olaraq linzaya düşən bütün şüalar toplanır. Bu tərif optik eynəklərin toplanması üçün doğrudur. Divergent linzalar vəziyyətində, bir nöqtəyə yaxınlaşan şüaların özləri deyil, onların xəyali davamıdır. Bu nöqtə əsas diqqət mərkəzi adlanır.
• optik güc. Bu, fokus uzunluğunun qarşılıqlı adıdır, yəni D \u003d 1 / f. Diopterlərlə (diopterlərlə), yəni 1 diopterlə ölçülür. = 1 m -1.

Lensdən keçən şüaların əsas xüsusiyyətləri aşağıdakılardır:

• optik mərkəzdən keçən şüa onun hərəkət istiqamətini dəyişmir;
• əsas optik oxa paralel düşən şüalar öz istiqamətini elə dəyişir ki, onlar əsas fokusdan keçsinlər;
• optik şüşəyə istənilən bucaq altında düşən, lakin onun fokusundan keçən şüalar yayılma istiqamətini elə dəyişirlər ki, onlar əsas optik oxa paralel olurlar.

Fizikada nazik linzalar üçün şüaların yuxarıda qeyd olunan xassələrindən (onlar belə adlanır, çünki onların hansı sferalardan əmələ gəlməsinin və nə qədər qalın olmasının əhəmiyyəti yoxdur, yalnız obyektin optik xüsusiyyətləri vacibdir) onlarda təsvirlərin qurulması üçün istifadə olunur.

Optik eynəklərdə şəkillər: necə qurulacaq?

Aşağıdakı şəkildə obyektin qabarıq və konkav linzalarında (qırmızı ox) onun mövqeyindən asılı olaraq təsvirlərin qurulması sxemləri ətraflı şəkildə göstərilir.

Şəkildəki dövrələrin təhlilindən mühüm nəticələr çıxır:

• İstənilən təsvir yalnız 2 şüa üzərində qurulur (mərkəzdən keçən və əsas optik oxa paralel).
• Birləşən linzalar (uclarında xaricə baxan oxlarla işarələnmiş) həm böyüdülmüş, həm də kiçildilmiş görüntü verə bilər ki, bu da öz növbəsində real (real) və ya xəyali ola bilər.
• Əgər obyekt fokusdadırsa, o zaman obyektiv öz şəklini yaratmır (şəkildə soldakı aşağı diaqrama baxın).
• Səpələnən optik eynəklər (uclarında içəriyə doğru yönəldilmiş oxlarla işarələnir) obyektin mövqeyindən asılı olmayaraq həmişə azaldılmış və virtual görüntü verir.

Təsvirə olan məsafənin tapılması

Təsvirin hansı məsafədə görünəcəyini müəyyən etmək üçün cismin özünün mövqeyini bilərək, fizikada obyektiv düsturunu veririk: 1/f = 1/d o + 1/d i , burada d o və d i obyektə olan məsafədir və onun optik mərkəzdən təsviri, müvafiq olaraq, f əsas diqqət mərkəzindədir. Əgər toplayıcı optik şüşədən danışırıqsa, onda f rəqəmi müsbət olacaq. Əksinə, ayrılan lens üçün f mənfidir.

Gəlin bu düsturdan istifadə edək və sadə məsələni həll edək: obyekt toplayıcı optik şüşənin mərkəzindən d o = 2*f məsafədə olsun. Onun obrazı harada görünəcək?

Məsələnin şərtindən əldə edirik: 1/f = 1/(2*f)+1/d i . Kimdən: 1/d i = 1/f - 1/(2*f) = 1/(2*f), yəni d i = 2*f. Beləliklə, görüntü lensdən iki fokus məsafəsində görünəcək, lakin obyektin özündən başqa tərəfdə (bu, d i dəyərinin müsbət işarəsi ilə göstərilir).

Qısa hekayə

“Lens” sözünün etimologiyasını vermək maraqlıdır. O, latınca lens və lentis sözlərindəndir, bu da "mərcimək" deməkdir, çünki öz formasına görə optik obyektlər həqiqətən bu bitkinin meyvəsinə bənzəyir.

Sferik şəffaf cisimlərin sındırma qabiliyyəti qədim romalılara məlum idi. Bunun üçün su ilə doldurulmuş dairəvi şüşə qablardan istifadə edirdilər. Şüşə linzaların özləri yalnız 13-cü əsrdə Avropada hazırlanmağa başladı. Onlar oxu aləti (müasir eynək və ya böyüdücü şüşə) kimi istifadə olunurdu.

Teleskopların və mikroskopların istehsalında optik obyektlərin aktiv istifadəsi 17-ci əsrə aiddir (bu əsrin əvvəllərində Qalileo ilk teleskopu icad etmişdir). Qeyd edək ki, Stellanın refraksiya qanununun riyazi ifadəsi, bilmədən arzu olunan xüsusiyyətlərə malik linzalar istehsal etmək mümkün deyil, eyni 17-ci əsrin əvvəllərində holland alimi tərəfindən nəşr edilmişdir.

Digər növ linzalar

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, optik refraktiv cisimlərlə yanaşı, maqnit və qravitasiya obyektləri də var. Birincisinə misal olaraq elektron mikroskopdakı maqnit linzaları, sonuncunun parlaq nümunəsi kütləvi kosmik cisimlərin (ulduzların, planetlərin) yaxınlığından keçən işıq axınının istiqamətinin təhrif edilməsidir.

Tərif 1

Lens 2 sferik səthi olan şəffaf bir cisimdir. Qalınlığı sferik səthlərin əyrilik radiuslarından azdırsa, nazikdir.

Lens demək olar ki, hər bir optik cihazın ayrılmaz hissəsidir. Linzalar öz tərifinə görə toplayıcı və səpələyicidir (şək. 3.3.1).

Tərif 2

birləşən lens ortası kənarlarından daha qalın olan lensdir.

Tərif 3

Kenarlarında daha qalın olan bir lens deyilir səpilmə.

Şəkil 3. 3 . bir . Toplanması (a) və ayrılan (b) linzalar və onların simvolları.

Tərif 4

Əsas optik ox sferik səthlərin O 1 və O 2 əyrilik mərkəzlərindən keçən düz xəttdir.

İncə bir lensdə əsas optik ox bir nöqtədə kəsişir - linzanın optik mərkəzi O. İşıq şüası ilkin istiqamətindən kənara çıxmadan linzanın optik mərkəzindən keçir.

Tərif 5

Yan optik baltalar optik mərkəzdən keçən düz xətlərdir.

Tərif 6

Əsas optik oxa paralel olan linzaya şüalar şüası yönəldilirsə, linzadan keçdikdən sonra şüalar (və ya onların davamı) bir F nöqtəsində cəmləşəcəkdir.

Bu nöqtə deyilir lensin əsas diqqəti.

İncə bir linzada iki əsas fokus var və onlar linzaya nisbətən əsas optik oxda simmetrik olaraq yerləşirlər.

Tərif 7

Birləşən lensin fokuslanması etibarlıdır, və səpilmə üçün xəyali.

İkinci dərəcəli optik oxların bütün dəstindən birinə paralel şüaların şüaları lensdən keçdikdən sonra ikincili oxun F fokus müstəvisi ilə kəsişməsində yerləşən F nöqtəsinə də yönəldilir.

Tərif 8

fokus müstəvisi- bu, əsas optik oxa perpendikulyar olan və əsas fokusdan keçən bir təyyarədir (şəkil 3.3.2).

Tərif 9

Əsas fokus F ilə lensin optik mərkəzi arasındakı məsafə O adlanır fokus(F).

Şəkil 3. 3 . 2. Birləşən (a) və ayrılan (b) linzada paralel şüalar şüasının sınması. O 1 və O 2 sferik səthlərin mərkəzləri, O 1 O 2 əsas optik oxdur, O - optik mərkəz; F əsas fokus, F" fokus, O F" ikinci dərəcəli optik ox, F fokus müstəvisidir.

Linzaların əsas xüsusiyyəti obyektlərin şəkillərini ötürmək qabiliyyətidir. Onlar da öz növbəsində:

• Real və xəyali;
• Düz və tərs;
• Böyüdülmüş və azaldılmış.

Həndəsi konstruksiyalar təsvirin mövqeyini, eləcə də xarakterini müəyyən etməyə kömək edir. Bu məqsədlə istiqaməti müəyyən edilən standart şüaların xassələrindən istifadə edilir. Bunlar optik mərkəzdən və ya linzanın fokuslarından birindən keçən şüalar və əsas və ya yan optik oxlardan birinə paralel olan şüalardır. Rəsmlər 3. 3 . 3 və 3. 3 . 4 tikinti məlumatlarını göstərir.

Şəkil 3. 3 . 3 . Birləşən obyektivdə təsvirin qurulması.

Şəkil 3. 3 . dörd. Divergent lensdə təsvirin qurulması.

Şəkil 3-də istifadə olunan standart şüaları vurğulamağa dəyər. 3 . 3 və 3. 3 . 4 təsvir üçün, obyektivdən keçməyin. Bu şüalar görüntüləmədə istifadə edilmir, lakin bu prosesdə istifadə edilə bilər.

Tərif 10

İncə lens düsturu təsvirin mövqeyini və xarakterini hesablamaq üçün istifadə olunur. Cisimdən linzaya qədər olan məsafəni d, linzadan təsvirə olan məsafəni f kimi yazsaq, onda nazik lens formulası oxşayır:

1d + 1f + 1F = D.

Tərif 11

Dəyər D - lensin optik gücü, qarşılıqlı fokus uzunluğuna bərabərdir.

Tərif 12

Diopter(d p t r) fokus uzunluğu 1 m-ə bərabər olan optik gücün ölçü vahididir: 1 d p t r = m - 1 .

İncə lensin düsturu sferik güzgünün formuluna bənzəyir. Şəkil 3-dəki üçbucaqların oxşarlığından paraksial şüalar üçün əldə edilə bilər. 3 . 3 və ya 3. 3 . dörd.

Linzaların fokus uzunluğu müəyyən işarələrlə yazılır: birləşən lens F > 0, uzaqlaşan lens F.< 0 .

d və f qiymətləri də müəyyən işarələrə tabedir:

• d > 0 və f > 0 - real obyektlərə (yəni real işıq mənbələrinə) və təsvirlərə münasibətdə;
• d< 0 и f < 0 – применительно к мнимым источникам и изображениям.

Şəkil 3-də göstərilən hal üçün. 3 . 3 F > 0 (birləşən lens), d = 3 F > 0 (real obyekt).

İncə lens düsturundan alırıq: f = 3 2 F > 0 , təsvirin real olduğunu bildirir.

Şəkil 3-də göstərilən hal üçün. 3 . 4F< 0 (линза рассеивающая), d = 2 | F | >0 (real obyekt), f = - 2 3 F düsturu< 0 , следовательно, изображение мнимое.

Şəklin xətti ölçüləri obyektin obyektivlə bağlı mövqeyindən asılıdır.

Tərif 13

Lensin xətti böyüdülməsi G təsvirin xətti ölçülərinin h "və obyektin h nisbətidir.

H "qiymətini birbaşa və ya tərs olmasından asılı olaraq artı və ya mənfi işarələrlə yazmaq rahatdır. O, həmişə müsbətdir. Buna görə də, birbaşa təsvirlər üçün Γ\u003e 0 şərti tətbiq olunur, ters çevrilmiş Γ üçün.< 0 . Из подобия треугольников на рисунках 3 . 3 . 3 и 3 . 3 . 4 нетрудно вывести формулу для расчета линейного увеличения тонкой линзы:

G \u003d h "h \u003d - f d.

Şəkil 3-də birləşən lens ilə nümunədə. 3 . d = 3 F > 0, f = 3 2 F > 0 üçün 3.

Deməli, Г = - 1 2< 0 – изображение перевернутое и уменьшенное в два раза.

Şəkil 3-də fərqli lens nümunəsində. 3 . d = 2 | üçün 4 F | > 0, düstur f = - 2 3 F< 0 ; значит, Г = 1 3 >0 - şəkil düzdür və üç dəfə azaldılır.

Lensin D optik gücü R 1 və R 2 əyrilik radiuslarından, onun sferik səthlərindən, həmçinin linza materialının n sınma əmsalından asılıdır. Optika nəzəriyyəsində aşağıdakı ifadə baş verir:

D \u003d 1 F \u003d (n - 1) 1 R 1 + 1 R 2.

Qabarıq səth müsbət əyrilik radiusuna, konkav səth isə mənfi radiusa malikdir. Bu düstur müəyyən bir optik gücə malik linzaların istehsalında tətbiq olunur.

Bir çox optik alətlər işığın ardıcıl olaraq 2 və ya daha çox linzadan keçməsi üçün nəzərdə tutulmuşdur. 1-ci obyektivdən obyektin təsviri 2-ci obyektiv üçün obyekt (real və ya xəyali) rolunu oynayır, bu da öz növbəsində obyektin 2-ci təsvirini qurur ki, bu da real və ya xəyali ola bilər. 2 nazik linzanın optik sisteminin hesablanması aşağıdakılardan ibarətdir
Lens düsturunun 2 qat tətbiqi və 1-ci təsvirdən 2-ci lensə qədər olan d 2 məsafəsi l - f 1 dəyərinə bərabər təklif edilməlidir, burada l linzalar arasındakı məsafədir.

Lens düsturu ilə hesablanan f 2 dəyəri 2-ci təsvirin mövqeyini, eləcə də xarakterini əvvəlcədən müəyyənləşdirir (f 2 > 0 real görüntüdür, f 2< 0 – мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из 2 -х линз равняется произведению линейных увеличений 2 -х линз, то есть Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет либо его изображение находятся в бесконечности, тогда линейное увеличение не имеет смысла.

Keplerin astronomik borusu və Qalileonun yer borusu

Həm obyekt, həm də 2-ci təsvir bir-birindən sonsuz böyük məsafədə yerləşdikdə, xüsusi bir halı - 2 linzalı sistemdə şüaların teleskopik yolunu nəzərdən keçirək. Şüaların teleskopik yolu teleskoplarda həyata keçirilir: Galileonun yer borusu və Keplerin astronomik borusu.

İncə bir lensin yüksək qətnamə şəkilləri əldə etməyə imkan verməyən bəzi çatışmazlıqları var.

Tərif 14

Aberasiya təsvir prosesi zamanı baş verən təhrifdir. Müşahidənin aparıldığı məsafədən asılı olaraq aberrasiyalar sferik və ya xromatik ola bilər.

Sferik aberriyanın mənası odur ki, geniş işıq şüaları ilə optik oxdan çox uzaqda olan şüalar fokusda onu keçmir. İncə lens düsturu yalnız optik oxa yaxın olan şüalar üçün işləyir. Bir linza tərəfindən sındırılan geniş şüalar tərəfindən yaradılan uzaq bir mənbənin təsviri bulanıqdır.

Xromatik aberasiyanın mənası odur ki, linza materialının sındırma indeksi işıq dalğa uzunluğu λ ilə təsirlənir. Şəffaf mühitin bu xassəsinə dispersiya deyilir. Lensin fokus uzunluğu müxtəlif dalğa uzunluqlu işıq üçün fərqlidir. Bu fakt qeyri-monoxromatik işıq yayıldıqda təsvirin bulanıqlaşmasına səbəb olur.

Müasir optik cihazlar nazik linzalarla deyil, bəzi təhrifləri aradan qaldırmaq mümkün olan mürəkkəb lens sistemləri ilə təchiz edilmişdir.

Kameralar, proyektorlar və s. kimi cihazlarda obyektlərin real təsvirlərini yaratmaq üçün birləşən linzalardan istifadə olunur.

Kamera- bu, linzalar sistemi ilə çəkilmiş obyektlərin təsvirinin filmdə yaradıldığı qapalı işıq keçirməyən kameradır - obyektiv. Ekspozisiya zamanı obyektiv xüsusi bir deklanşördən istifadə edərək açılır və bağlanır.

Kameranın işinin özəlliyi ondan ibarətdir ki, düz plyonkada müxtəlif məsafələrdə olan obyektlərin kifayət qədər kəskin təsvirləri alınır. Lens filmə nisbətən hərəkət etdikcə kəskinlik dəyişir. Kəskin işarə müstəvisində olmayan nöqtələrin təsvirləri səpələnmiş dairələr şəklində təsvirlərdə bulanıq çıxır. Bu dairələrin d ölçüsünü Şəkil 3-də göstərildiyi kimi lens diyaframı ilə, yəni apertura nisbətini a F azaltmaqla azaltmaq olar. 3 . 5 . Bu, sahə dərinliyinin artması ilə nəticələnir.

Şəkil 3. 3 . 5 . Kamera.

Proyeksiya aparatının köməyi ilə iri ölçülü şəkillər çəkmək mümkündür. Proyektorun O obyektivi yastı obyektin (diapozitiv D) təsvirini uzaq E ekranında fokuslayır (Şəkil 3.3.6). Lens sistemi K (kondensator) işıq mənbəyi S-ni slaydda cəmləşdirmək üçün istifadə olunur. Ekranda böyüdülmüş tərs şəkil yenidən yaradılır. Proyeksiya qurğusunun miqyası ekranı böyütməklə və ya uzaqlaşdırmaqla və eyni zamanda D diafraqması ilə O obyektiv arasındakı məsafəni dəyişdirməklə dəyişdirilə bilər.

Şəkil 3. 3 . 6. proyeksiya aparatı.

Şəkil 3. 3 . 7. nazik lens modeli.

Şəkil 3. 3 . səkkiz . İki linzalı sistemin modeli.

Mətndə səhv görsəniz, onu vurğulayın və Ctrl+Enter düymələrini basın

"Linzalar. Linzalarda təsvirin qurulması"

Dərsin Məqsədləri:

Təhsil: işıq şüalarının və onların yayılmasının tədqiqini davam etdirəcəyik, linza anlayışını təqdim edəcəyik, yaxınlaşan və səpələnən lensin hərəkətini öyrənəcəyik; obyektiv tərəfindən verilən təsvirləri qurmağı öyrənin.

İnkişaf edir: məntiqi təfəkkürün, məlumatı görmək, eşitmək, toplamaq və dərk etmək, müstəqil nəticə çıxarmaq qabiliyyətinin inkişafına töhfə vermək.

Təhsil: işdə diqqətlilik, əzmkarlıq və dəqiqlik tərbiyə etmək; əldə edilmiş biliklərdən praktiki və koqnitiv problemləri həll etmək üçün istifadə etməyi öyrənin.

Dərsin növü: yeni biliklərin, bacarıqların inkişafı, əvvəllər əldə edilmiş biliklərin konsolidasiyası və sistemləşdirilməsi daxil olmaqla birləşdirilmişdir.

Dərslər zamanı

Təşkilat vaxtı(2 dəqiqə):

tələbələri salamlamaq;

tələbələrin dərsə hazırlığının yoxlanılması;

dərsin məqsədləri ilə tanışlıq (təhsil məqsədi dərsin mövzusunu adlandırmadan ümumi olaraq təyin olunur);

psixoloji əhvalın yaradılması:

Kainat, dərk edən,
Hər şeyi götürmədən bil
İçəridə nə var - çöldə tapa bilərsiniz,
Çöldə nə varsa, içəridə tapa bilərsiniz
Ona görə də arxaya baxmadan bunu qəbul edin
Dünyanın başa düşülən tapmacaları...

I. Goethe

Əvvəllər öyrənilmiş materialın təkrarlanması bir neçə mərhələdə baş verir.(26 dəq):

1. Blits - sorğu(sualın cavabı yalnız bəli və ya yox ola bilər, tələbələrin cavablarını daha yaxşı nəzərdən keçirmək üçün siqnal kartlarından istifadə edə bilərsiniz, "bəli" - qırmızı, "yox" - yaşıl, düzgün cavabı göstərmək lazımdır) :

İşıq homojen mühitdə düz xətt üzrə yayılırmı? (Bəli)

Yansıtma bucağı Latın hərfi betta ilə göstərilir? (Yox)

Yansıma spekulyardır, yoxsa diffuz? (Bəli)

Düşmə bucağı həmişə əks bucağından böyükdürmü? (Yox)

İki şəffaf mühitin sərhədində işıq şüası istiqamətini dəyişirmi? (Bəli)

Kırılma bucağı həmişə düşmə bucağından böyükdürmü? (Yox)

İstənilən mühitdə işığın sürəti eyni və 3*10 8 m/s-ə bərabərdir? (Yox)

İşığın sudakı sürəti vakuumdakı işığın sürətindən azdırmı? (Bəli)

9-cu slaydı nəzərdən keçirək: “Birləşən obyektivdə təsvirin qurulması” ( ), istifadə olunan şüaları nəzərə almaq üçün istinad abstraktından istifadə etməklə.

Lövhədə birləşən obyektivdə təsvirin qurulmasını yerinə yetirin, onun xüsusiyyətlərini verin (müəllim və ya tələbə tərəfindən həyata keçirilir).

Slayd 10-u nəzərdən keçirək: “Ayrılan obyektivdə təsvirin qurulması” ( ).

Lövhədə fərqli bir obyektivdə təsvirin qurulmasını həyata keçirin, onun xüsusiyyətlərini verin (müəllim və ya tələbə tərəfindən həyata keçirilir).

5. Yeni materialın başa düşülməsinin yoxlanılması, onun möhkəmlənməsi(19 dəq):

Tələbənin lövhədə işi:

Birləşən obyektivdə obyektin şəklini qurun:

Qabaqcıl tapşırıq:

Tapşırıq seçimi ilə müstəqil iş.

6. Dərsin yekunlaşdırılması(5 dəqiqə):

Dərsdə nə öyrəndiniz, nələrə diqqət etməlisiniz?

Niyə isti yay günündə bitkiləri yuxarıdan sulamaq məsləhət görülmür?

Sinifdə iş üçün qiymətlər.

7. Ev tapşırığı(2 dəqiqə):

Ayrılan obyektivdə obyektin şəklini qurun:

Əgər obyekt linzanın fokusundan kənardadırsa.

Əgər obyekt fokusla lens arasındadırsa.

Dərsə əlavə olunur , , və .