Формулата за тенка конвергирана леќа е заклучок. Конвергентни и дивергентни леќи
"Објективи. Градење слика во леќи"
Цели на лекцијата:
Образовни:ќе го продолжиме проучувањето на светлосните зраци и нивното ширење, ќе го воведеме концептот на леќа, ќе го проучуваме дејството на леќата што се спојува и расејува; научат да градат слики дадени од објективот.
Развивање:придонесуваат за развој на логично размислување, способност за гледање, слушање, собирање и разбирање информации, самостојно извлекување заклучоци.
Образовни:негувајте внимание, упорност и точност во работата; да научат да го користат стекнатото знаење за решавање на практични и когнитивни проблеми.
Тип на лекција:комбинирано, вклучително и развој на нови знаења, вештини, консолидација и систематизација на претходно стекнатото знаење.
За време на часовите
Време на организирање(2 минути):
поздравување ученици;
проверка на подготвеноста на учениците за часот;
запознавање со целите на часот (образовната цел е поставена како општа, без именување на темата на часот);
создавање на психолошко расположение:
Универзумот, разбирајќи,
Знајте сè без да одземете
Што има внатре - однадвор ќе најдете,
Што има надвор, ќе го најдеш внатре
Затоа прифатете го без да гледате назад
Светските разбирливи загатки...
I. Гете
Повторувањето на претходно проучениот материјал се случува во неколку фази.(26 мин):
1. Блиц - анкета(одговорот на прашањето може да биде само да или не, за подобар преглед на одговорите на учениците, можете да користите сигнални картички, „да“ - црвено, „не“ - зелено, потребно е да го наведете точниот одговор) :
Дали светлината патува права линија во хомогена средина? (Да)
Аголот на рефлексија е означен со латинската буква betta? (Не)
Дали рефлексијата е спекуларна или дифузна? (Да)
Дали аголот на пад е секогаш поголем од аголот на рефлексија? (Не)
На границата на два проѕирни медиуми, дали светлосниот зрак ја менува својата насока? (Да)
Дали аголот на прекршување е секогаш поголем од аголот на инциденца? (Не)
Брзината на светлината во која било средина е иста и еднаква на 3*10 8 m/s? (Не)
Дали брзината на светлината во водата е помала од брзината на светлината во вакуум? (Да)
Размислете за слајдот 9: „Градење слика во конвергентна леќа“ ( ), користејќи го референтниот апстракт за да се разгледаат употребените зраци.
Изведете конструкција на слика во конвергентна леќа на таблата, дајте ги нејзините карактеристики (изведена од наставник или ученик).
Размислете за слајдот 10: „Градење слика во различни објективи“ ( ).
Изведете конструкција на слика во дивергентна леќа на таблата, дајте ги нејзините карактеристики (изведена од наставник или ученик).
5. Проверка на разбирањето на новиот материјал, негова консолидација(19 мин):
Работа на учениците на табла:
Конструирај слика на објект во конвергирачка леќа:
Напредна задача:
Самостојна работа со избор на задачи.
6. Сумирање на лекцијата(5 минути):
Што научивте на лекцијата, на што треба да обрнете внимание?
Зошто не се советува да се полеваат растенијата одозгора во топол летен ден?
Оценки за работа во училница.
7. Домашна задача(2 минути):
Конструирај слика на објект во дивергентна леќа:
Ако предметот е надвор од фокусот на леќата.
Ако предметот е помеѓу фокусот и леќата.
Во прилог на лекцијата , , и .
1. Видови леќи. Главната оптичка оска на леќата
Објективот е тело проѕирно на светлина, ограничено со две сферични површини (една од површините може да биде рамна). Леќи со подебел центар од
рабовите се нарекуваат конвексни, а оние чии рабови се подебели од средината се нарекуваат конкавни. Конвексна леќа направена од супстанца со оптичка густина поголема од онаа на медиумот во кој леќата
се наоѓа, се конвергира и конкавна леќа под исти услови се разминува. Различни видови леќи се прикажани на сл. 1: 1 - биконвексни, 2 - биконкавни, 3 - плано-конвексни, 4 - плано-конкавни, 3,4 - конвексни-конкавни и конкавни-конвексни.
Ориз. 1. Леќи
Правата линија O 1 O 2 што минува низ центрите на сферичните површини што ја ограничуваат леќата се нарекува главна оптичка оска на леќата.
2. Тенка леќа, нејзиниот оптички центар.
Странични оптички оски
Леќа чија дебелина л=|С 1 С 2 | (види Сл. 1) е занемарлив во споредба со радиусите на закривеност R 1 и R 2 на површините на објективот и растојанието d од објектот до леќата, се нарекува тенко. Во тенка леќа, точките C 1 и C 2, кои се темиња на сферичните сегменти, се наоѓаат толку блиску една до друга што може да се земат како една точка. Оваа точка О, која лежи на главната оптичка оска, низ која минуваат светлосните зраци без да ја променат нивната насока, се нарекува оптички центар на тенка леќа. Секоја права линија што минува низ оптичкиот центар на леќата се нарекува нејзина оптичка оска. Сите оптички оски, освен главната, се нарекуваат секундарни оптички оски.
Светлосните зраци кои патуваат во близина на главната оптичка оска се нарекуваат параксиални (параксијални).
3. Главни трикови и фокусни
растојание на објективот
Точката F на главната оптичка оска, на која параксиалните зраци се сечат по прекршувањето, спаѓајќи на леќата паралелна со главната оптичка оска (или продолжението на овие прекршени зраци), се нарекува главен фокус на леќата (сл. 2 и 3). Секоја леќа има две главни фокуси, кои се наоѓаат на двете страни од неа симетрично до неговиот оптички центар.
Ориз. 2 Сл. 3
Конвергираната леќа (сл. 2) има вистински фокуси, додека дивергирачката леќа (сл. 3) има имагинарни фокуси. Растојание |ОП| = F од оптичкиот центар на објективот до неговиот главен фокус се нарекува фокален. Конвергираната леќа има позитивна фокусна должина, додека дивергираната леќа има негативна фокусна должина.
4. Фокални рамнини на леќата, нивните својства
Рамнината што минува низ главниот фокус на тенка леќа нормална на главната оптичка оска се нарекува фокусна рамнина. Секоја леќа има две фокусни рамнини (M 1 M 2 и M 3 M 4 на сл. 2 и 3), кои се наоѓаат на двете страни на леќата.
Зраците на светлина што се спуштаат на конвергирана леќа паралелна со која било од нејзината секундарна оптичка оска, по прекршувањето во леќата, се спојуваат на местото на пресекот на оваа оска со фокусната рамнина (во точката F' на сл. 2). Оваа точка се нарекува страничен фокус.
Формули за леќи
5. Оптичка моќност на леќата
Вредноста D, реципроцитет на фокусната должина на објективот, се нарекува оптичка моќност на леќата:
D=1/F(1)
За конвергирачка леќа F>0, значи, D>0, и за дивергентна леќа F<0, следовательно, D<0, т.е. оптическая сила собирающей линзы положительна, а рассеивающей - отрицательна.
Единицата за оптичка моќност се зема како оптичка моќност на таков објектив, чија фокусна должина е 1 m; Оваа единица се нарекува диоптрија (dptr):
1 диоптрија = = 1 m -1
6. Изведување на формулата за тенки леќи врз основа на
геометриска конструкција на патеката на зраците
Нека има светлечки објект AB пред конвергирачката леќа (сл. 4). За да се изгради слика на овој објект, неопходно е да се конструираат слики од неговите екстремни точки, а погодно е да се изберат такви зраци, чија конструкција ќе биде наједноставна. Во принцип, може да има три такви зраци:
а) зрак AC, паралелно со главната оптичка оска, откако прекршувањето ќе помине низ главниот фокус на леќата, т.е. оди во права линија CFA 1 ;
Ориз. 4
б) зракот AO што минува низ оптичкиот центар на леќата не е прекршен и исто така доаѓа до точката A 1 ;
в) зракот AB што минува низ предниот фокус на леќата, по прекршувањето, оди паралелно со главната оптичка оска долж правата линија DA 1.
Сите три означени греди каде што се добива вистинска слика на точката A. Спуштајќи ја нормалната од точката A 1 на главната оптичка оска, ја наоѓаме точката B 1, која е слика на точката B. За да се изгради слика на светлечка точка, доволно е да се користат два од трите наведени греди.
Да ја воведеме следната нотација |OB| = d е растојанието на објектот од леќата, |OB 1 | = f е растојанието од објективот до сликата на објектот, |OF| = F е фокусна должина на објективот.
Користење на сл. 4, ја извлекуваме формулата за тенки леќи. Од сличноста на триаголниците AOB и A 1 OB 1 произлегува дека
(2)
Од сличноста на триаголниците COF и A 1 FB 1 произлегува дека
и бидејќи |AB| = |CO|, тогаш
(4)
Од формулите (2) и (3) произлегува дека
(5)
Бидејќи |OB1|= f, |OB| = d, |FB1| = f – F и |OF| = F, формулата (5) има форма f/d = (f – F)/F, од каде
FF = df – dF (6)
Поделувајќи ја формулата (6) член по член со производот dfF, добиваме
(7)
каде
(8)
Земајќи ја предвид (1), добиваме
(9)
Односите (8) и (9) се нарекуваат формула за тенка конвергирана леќа.
Во дивергентната леќа Ф<0, поэтому формула тонкой рассеивающей линзы имеет вид
(10)
7. Зависност на оптичката моќност на леќата од заобленоста на нејзините површини
и индекс на рефракција
Фокусното растојание F и оптичката моќност D на тенка леќа зависат од радиусите на закривеноста R 1 и R 2 на неговите површини и релативниот индекс на прекршување n 12 на супстанцијата на леќите во однос на околината. Оваа зависност се изразува со формулата
(11)
(12)
Ако една од површините на леќите е рамна (за неа R= ∞), тогаш соодветниот член 1/R во формулата (12) е еднаков на нула. Ако површината е конкавна, тогаш терминот 1/R што одговара на него влегува во оваа формула со знак минус.
Знакот на десната страна на формулата m (12) ги одредува оптичките својства на леќата. Ако е позитивен, тогаш леќата се конвергира, а ако е негативна, се разминува. На пример, за биконвексна стаклена леќа во воздух, (n 12 - 1) > 0 и
тие. десната страна на формулата (12) е позитивна. Затоа, таквата леќа во воздухот се спојува. Ако истата леќа се стави во проѕирна средина со оптичка густина
поголема од онаа на стаклото (на пример, во јаглерод дисулфид), тогаш ќе се расејува, бидејќи во овој случај има (n 12 - 1)<0 и, хотя
, знакот од десната страна на формулата/(17.44) ќе стане
негативен.
8. Линеарно зголемување на леќата
Големината на сликата создадена од објективот се менува во зависност од положбата на објектот во однос на објективот. Односот на големината на сликата со големината на прикажаниот објект се нарекува линеарно зголемување и се означува со G.
Да ја означиме h големината на објектот AB и H - големината на A 1 B 2 - неговата слика. Тогаш од формулата (2) произлегува дека
(13)
10. Градење слики во конвергирана леќа
Во зависност од растојанието d на објектот од леќата, може да има шест различни случаи на конструирање слика на овој објект:
а) d =∞. Во овој случај, светлосните зраци од објектот паѓаат на леќата паралелно или со главната или со некоја секундарна оптичка оска. Таков случај е прикажан на сл. 2, од каде што може да се види дека ако предметот е бесконечно отстранет од објективот, тогаш сликата на објектот е реална, во форма на точка, е во фокусот на леќата (главна или секундарна);
б) 2F< d <∞. Предмет находится на конечном расстоянии от линзы большем, чем ее удвоенное фокусное расстояние (см. рис. 3). Изображение предмета действительное, перевернутое, уменьшенное находится между фокусом и точкой, отстоящей от линзы на двойное фокусное расстояние. Проверить правильность построения данного изображения можно
со пресметка. Нека d= 3F, h = 2 cm Од формулата (8) произлегува дека
(14)
Бидејќи f > 0, сликата е реална. Се наоѓа зад леќата на растојание OB1=1,5F. Секоја вистинска слика е превртена. Од формулата
(13) произлегува дека
; H=1 cm
т.е. сликата е намалена. Слично на тоа, користејќи ја пресметката заснована на формулите (8), (10) и (13), може да се провери исправноста на конструкцијата на која било слика во објективот;
в) d=2F. Предметот е двојно поголем од фокусната должина од објективот (сл. 5). Сликата на објектот е реална, превртена, еднаква на објектот што се наоѓа зад леќата на
двапати поголема од фокусната должина од него;
Ориз. 5
г) Ф
Ориз. 6
д) d= F. Предметот е во фокусот на леќата (сл. 7). Во овој случај, сликата на објектот не постои (тоа е во бесконечност), бидејќи зраците од секоја точка на објектот, по прекршувањето во леќата, одат во паралелен зрак;
Ориз. 7
д) г
Ориз. осум
11. Конструкција на слики во дивергентна леќа
Ајде да изградиме слика на објект на две различни растојанија од објективот (сл. 9). Од сликата може да се види дека без разлика колку е оддалечен предметот од дивергирачката леќа, сликата на објектот е имагинарна, директна, намалена, сместена помеѓу објективот и неговиот фокус.
од прикажаниот предмет.
Ориз. девет
Градење слики во леќи со помош на странични оски и фокусна рамнина
(Градење слика на точка што лежи на главната оптичка оска)
Ориз. десет
Нека светлечката точка S е на главната оптичка оска на конвергирачката леќа (сл. 10). За да откриеме каде е формирана неговата слика S', цртаме два зраци од точката S: зрак SO долж главната оптичка оска (тоа поминува низ оптичкиот центар на леќата без да се прекрши) и зрак SВ спаѓа на леќата на произволна точка Б.
Да ја нацртаме фокусната рамнина MM 1 на објективот и да ја нацртаме страничната оска ОF', паралелна со снопот SB (прикажано со испрекината линија). Се вкрстува со фокусната рамнина во точката S'.
Како што е забележано во став 4, зрак мора да помине низ оваа точка F по прекршувањето во точката B. Овој зрак BF'S' се вкрстува со зракот SOS' во точката S', што е слика на светлечката точка S.
Конструирање слика на објект чија големина е поголема од леќата
Објектот AB нека се наоѓа на конечно растојание од леќата (сл. 11). За да откриеме каде ќе излезе сликата на овој објект, да нацртаме два зраци од точката А: зрак AOA 1 што минува низ оптичкиот центар на леќата без прекршување и зрак AC што паѓа на леќата во произволна точка C. нацртајте ја фокусната рамнина MM 1 на објективот и нацртајте странична оска OF', паралелна со зракот AC (прикажано со испрекината линија). Се вкрстува со фокусната рамнина во точката F'.
Ориз. единаесет
Низ оваа точка F' ќе помине зрак прекршен во точката C. Овој зрак CF'A 1 се вкрстува со зракот AOA 1 во точката A 1, што е слика на светлечката точка A. За да се добие целата слика A 1 B 1 на објектот AB ја спуштаме нормалната од точката A 1 до главната оптичка оска.
лупа
Познато е дека за да се видат мали детали на некој предмет, тие мора да се гледаат од голем агол на гледање, но зголемувањето на овој агол е ограничено со границата на приспособливите способности на окото. Можно е да се зголеми аголот на гледање (задржување на растојанието од најдобриот поглед d o) со помош на оптички уреди (лупи, микроскопи).
Лупата е биконвексна леќа со краток фокус или систем на леќи кои дејствуваат како единствена конвергирана леќа, обично фокусната должина на лупата не надминува 10 cm).
Ориз. 12
Патеката на зраците во лупата е прикажана на сл. 12. Лупата се става блиску до окото,
а предметот што се разгледува AB \u003d A 1 B 1 е поставен помеѓу лупата и неговиот преден фокус, малку поблиску до вториот. Изберете ја позицијата на лупата помеѓу окото и предметот за да видите остра слика на објектот. Оваа слика A 2 B 2 излегува дека е имагинарна, права, зголемена и се наоѓа на растојание од најдобриот поглед |OB|=d o од окото.
Како што може да се види од сл. 12, употребата на лупа резултира со зголемување на аголот на гледање од кој окото го гледа предметот. Навистина, кога предметот бил во положба AB и се гледал со голо око, аголот на гледање бил φ 1 . Објектот беше поставен помеѓу фокусот и оптичкиот центар на лупата во положба A 1 B 1 и аголот на гледање стана φ 2 . Бидејќи φ 2 > φ 1, ова
значи дека со лупа можете да видите поситни детали на некој предмет отколку со голо око.
Од сл. 12, исто така, покажува дека линеарното зголемување на лупата
Бидејќи |OB 2 |=d o , и |OB|≈F (фокусна должина на лупата), тогаш
G \u003d околу / F,
затоа, зголемувањето дадено од лупата е еднакво на односот на растојанието од најдобриот поглед до фокусната должина на лупата.
Микроскоп
Микроскопот е оптички инструмент кој се користи за испитување на многу мали предмети (вклучувајќи ги и оние невидливи со голо око) од голем агол на гледање.
Микроскопот се состои од две конвергирани леќи - леќа со краток фокус и окулар со долг фокус, растојанието помеѓу кое може да се смени. Затоа, F 1<
Патот на зраците во микроскопот е прикажан на сл. 13. Објективот создава вистинска, превртена, зголемена средна слика A 1 B 2 на објектот AB.
Ориз. тринаесет
282.
Линеарно зумирање
Со помош на микрометрија
завртка, се поставува окуларот
во однос на леќата
така што е средно
точна слика A\B\ око-
заглавени помеѓу предниот фокус
som RF и оптички центар
Окуларен окулар. Потоа окуларот
станува лупа и создава имагинарна
мој, директен (во однос на
средно) и зголемено
LHF слика на субјектот av.
Може да се најде нејзината позиција
користејќи ги својствата на фокусот
рамни и странични оски (оска
O ^ P 'се врши паралелно со лу-
chu 1, и оската OchR "- паралелно-
но зрак 2). Како што се гледа од
оризот. 282, употребата на микро
оспреј доведува до значително
да го зголемите аголот на гледање,
под кој се гледа окото
постои објект (fa ^> fO, кој по-
сака да ги види деталите, а не ви-
видливи со голо око.
микроскоп
\AM 1L2J2 I|d||
G=
\AB\ |L,5,| \AB\
Бидејќи \A^Vch\/\A\B\\== Gok е линеарното зголемување на окуларот и
\A\B\\/\AB\== Gob - линеарно зголемување на леќата, потоа линеарно
микроскопско зголемување
(17.62)
Г == Гоб Гок.
Од сл. 282 покажува дека
» |L1Y,1 |0,R||
\ AB \ 150,1 '
каде 10,5, | = |0/7, | +1/^21+1ad1.
Нека 6 го означува растојанието помеѓу задниот фокус на објективот
и предниот фокус на окуларот, т.е. 6 = \P\P'r\. Од 6 ^> \OP\\
и 6 » \P2B\, потоа |0|5|1 ^ 6. Бидејќи |05|| ^ Роб, добиваме
б
Роб
(17.63)
Линеарното зголемување на окуларот се одредува со истата формула
(17.61), што е зголемување на лупата, т.е.
384
Гок=
а"
Гок
(17.64)
(17.65)
Заменувајќи ги (17.63) и (17.64) во формулата (17.62), добиваме
био
G==
/^rev/m
Формулата (17.65) го одредува линеарното зголемување на микроскопот.
Постојат предмети кои се способни да ја променат густината на флуксот на електромагнетното зрачење што се случува на нив, односно или да го зголемат со собирање во една точка или да го намалат со расејување. Овие предмети во физиката се нарекуваат леќи. Ајде да го разгледаме ова прашање подетално.
Што се леќите во физиката?
Овој концепт значи апсолутно секој објект што е способен да ја промени насоката на ширење на електромагнетното зрачење. Ова е општата дефиниција за леќите во физиката, која вклучува оптички очила, магнетни и гравитациони леќи.
Во овој напис, главното внимание ќе се посвети на оптичките очила, кои се предмети направени од проѕирен материјал и ограничени со две површини. Една од овие површини нужно мора да има закривеност (односно, да биде дел од сфера со конечен радиус), во спротивно објектот нема да има својство да го менува правецот на ширење на светлосните зраци.
Принципот на леќата
Суштината на овој едноставен оптички објект е феноменот на прекршување на сончевата светлина. На почетокот на 17 век, познатиот холандски физичар и астроном Вилеброрд Снел ван Рујен го објавил законот за рефракција, кој моментално го носи неговото презиме. Формулацијата на овој закон е како што следува: кога сончевата светлина поминува низ интерфејсот помеѓу два оптички проѕирни медиуми, тогаш производот на синусот помеѓу зракот и нормалата на површината и индексот на прекршување на медиумот во кој се шири е константа вредност.
За да се разјасни горенаведеното, да дадеме пример: светлината нека падне на површината на водата, додека аголот помеѓу нормалата и површината и зракот е еднаков на θ 1 . Потоа, светлосниот зрак се прекршува и почнува да се шири во водата веќе под агол θ 2 во однос на нормалата на површината. Според законот на Снел, добиваме: sin (θ 1) * n 1 \u003d sin (θ 2) * n 2, тука n 1 и n 2 се индексите на прекршување за воздухот и водата, соодветно. Што е индекс на рефракција? Ова е вредност што покажува колку пати брзината на ширење на електромагнетните бранови во вакуум е поголема од онаа за оптички транспарентен медиум, односно n = c/v, каде што c и v се брзините на светлината во вакуум и во медиум , соодветно.
Физиката на прекршување лежи во имплементацијата на принципот на Ферма, според кој светлината се движи на таков начин што за најкратко време го надминува растојанието од една до друга точка во вселената.
Типот на оптичка леќа во физиката се определува исклучиво од формата на површините што ја формираат. Насоката на прекршување на зракот што паѓа врз нив зависи од оваа форма. Значи, ако кривината на површината е позитивна (конвексна), тогаш, по излегувањето од леќата, светлосниот зрак ќе се шири поблиску до неговата оптичка оска (види подолу). Спротивно на тоа, ако кривината на површината е негативна (конкавна), тогаш минувајќи низ оптичкото стакло, зракот ќе се оддалечи од својата централна оска.
Повторно забележуваме дека површината на која било кривина ги прекршува зраците на ист начин (според законот на Стела), но нормалните за нив имаат различен наклон во однос на оптичката оска, што резултира со различно однесување на прекршениот зрак.
Леќата ограничена со две конвексни површини се нарекува конвергирачка леќа. За возврат, ако е формиран од две површини со негативна кривина, тогаш тоа се нарекува расејување. Сите други погледи се поврзани со комбинација на посочените површини, на кои се додава и рамнина. Какво својство ќе има комбинираната леќа (дифузна или конвергирана) зависи од вкупната кривина на радиусите на нејзините површини.
Елементи на објективот и својства на зраците
За да се вградат леќи во физиката на слики, неопходно е да се запознаат со елементите на овој објект. Тие се наведени подолу:
- Главна оптичка оска и центар. Во првиот случај, тие значат права линија што минува нормално на леќата низ нејзиниот оптички центар. Вториот, пак, е точка во внатрешноста на леќата, минувајќи низ која зракот не доживува рефракција.
- Фокусно растојание и фокус - растојанието помеѓу центарот и точката на оптичката оска, во која се собираат сите зраци кои паѓаат на леќата паралелна со оваа оска. Оваа дефиниција е точна за собирање оптички очила. Во случај на дивергентни леќи, не се самите зраци кои ќе се спојат до точка, туку нивното имагинарно продолжение. Оваа точка се нарекува главен фокус.
- оптичка моќност. Ова е името на реципроцитетот на фокусната должина, односно D \u003d 1 / f. Се мери во диоптри (диоптри), односно 1 диоптрија. = 1 m -1.
Следниве се главните својства на зраците што минуваат низ леќата:
- зракот што минува низ оптичкиот центар не ја менува насоката на неговото движење;
- зраците кои влегуваат паралелно со главната оптичка оска ја менуваат својата насока така што поминуваат низ главниот фокус;
- зраците што паѓаат на оптичкото стакло под кој било агол, но минуваат низ неговиот фокус, ја менуваат својата насока на ширење на таков начин што стануваат паралелни со главната оптичка оска.
Горенаведените својства на зраците за тенки леќи во физиката (како што се нарекуваат, бидејќи не е важно какви сфери се формирани и колку дебели имаат, само оптичките својства на предметот се материја) за градење слики во нив.
Слики во оптички очила: како да се изгради?
Сликата подолу детално ги прикажува шемите за конструирање слики во конвексните и конкавните леќи на објектот (црвена стрелка) во зависност од неговата положба.
Важни заклучоци произлегуваат од анализата на кола на сликата:
- Секоја слика е изградена на само 2 зраци (поминувајќи низ центарот и паралелно со главната оптичка оска).
- Конвергираните леќи (означени со стрелките на краевите насочени кон надвор) може да дадат зголемена и намалена слика, која пак може да биде реална (реална) или имагинарна.
- Ако објектот е во фокус, тогаш леќата не ја формира својата слика (видете го долниот дијаграм лево на сликата).
- Распрсканите оптички очила (означени со стрелки на нивните краеви насочени навнатре) секогаш даваат намалена и виртуелна слика без оглед на положбата на објектот.
Наоѓање на растојание до слика
За да одредиме на кое растојание ќе се појави сликата, знаејќи ја положбата на самиот објект, ја даваме формулата на објективот во физиката: 1/f = 1/d o + 1/d i , каде d o и d i се растојанието до објектот и до нејзината слика од оптичкиот центар, соодветно, f е главниот фокус. Ако зборуваме за собирачко оптичко стакло, тогаш f-бројот ќе биде позитивен. Спротивно на тоа, за дивергирачка леќа, f е негативен.
Да ја искористиме оваа формула и да решиме едноставен проблем: објектот да биде на растојание d o = 2*f од центарот на собирното оптичко стакло. Каде ќе се појави неговата слика?
Од условот на задачата имаме: 1/f = 1/(2*f)+1/d i . Од: 1/d i = 1/f - 1/(2*f) = 1/(2*f), т.е. d i = 2*f. Така, сликата ќе се појави на растојание од две фокуси од објективот, но на другата страна од самиот објект (ова е означено со позитивниот знак на вредноста d i).
Кратка приказна
Љубопитно е да се даде етимологијата на зборот „леќа“. Потекнува од латинските зборови lens и lentis, што значи „леќа“, бидејќи оптичките предмети во нивниот облик навистина изгледаат како плод на ова растение.
Рефрактивната моќ на сферичните проѕирни тела им била позната на старите Римјани. За таа цел користеле тркалезни стаклени садови наполнети со вода. Самите стаклени леќи почнаа да се прават дури во 13 век во Европа. Тие се користеле како алатка за читање (модерни очила или лупа).
Активната употреба на оптички објекти во производството на телескопи и микроскопи датира од 17 век (на почетокот на овој век, Галилео го измислил првиот телескоп). Забележете дека математичката формулација на законот на Стела за прекршување, без знаење за кои е невозможно да се произведат леќи со посакуваните својства, беше објавена од холандски научник на почетокот на истиот 17 век.
Други видови леќи
Како што е наведено погоре, покрај оптичките рефрактивни објекти, постојат и магнетни и гравитациони објекти. Пример за првите се магнетни леќи во електронски микроскоп, жив пример за вториот е нарушувањето на насоката на светлосниот флукс кога поминува во близина на масивни космички тела (ѕвезди, планети).
Најважната примена на прекршувањето на светлината е употребата на леќи, кои обично се направени од стакло. На сликата гледате пресеци на различни леќи. Леќинаречено проѕирно тело ограничено со сферични или рамно-сферични површини.Секоја леќа која е потенка во средината отколку на рабовите ќе, во вакуум или гас, дивергентна леќа.Спротивно на тоа, секоја леќа која е подебела во средината отколку на рабовите ќе ја направи конвергентна леќа.
За појаснување, погледнете ги цртежите. Лево, прикажано е дека зраците кои патуваат паралелно со главната оптичка оска на конвергирачката леќа, откако ќе се „спојуваат“, поминувајќи низ точката F - валиден главен фокусконвергентна леќа.На десната страна, преминот на светлосните зраци низ дивергентна леќа е прикажан паралелно со неговата главна оптичка оска. Зраците по леќата „разминуваат“ и се чини дека доаѓаат од точката F', наречена имагинарен главен фокусдивергентна леќа.Тој не е реален, туку имагинарен бидејќи низ него не поминуваат зраците на светлината: таму се вкрстуваат само нивните имагинарни (имагинарни) продолжетоци.
Во училишната физика, само т.н тенки леќи,кои, без разлика на нивната „пресечна“ симетрија, секогаш ги имаат две главни фокуси лоцирани на еднакви растојанија од леќата.Ако зраците се насочени под агол на главната оптичка оска, тогаш ќе најдеме многу други фокуси во конвергираната и / или дивергирачката леќа. Овие, странични трикови, ќе се наоѓа подалеку од главната оптичка оска, но сепак во парови на еднакви растојанија од објективот.
Објективот не само што може да собира или расејува зраци. Користејќи леќи, можете да добиете зголемени и намалени слики на предмети.На пример, благодарение на конвергирачката леќа, на екранот се добива зголемена и превртена слика на златна фигура (види слика).
Експериментите покажуваат: се појавува посебна слика, ако предметот, објективот и екранот се наоѓаат на одредени растојанија еден од друг.Во зависност од нив, сликите можат да бидат превртени или прави, зголемени или намалени, реални или имагинарни.
Ситуацијата кога растојанието d од објектот до објективот е поголемо од неговото фокусно растојание F, но помало од двојното фокусно растојание 2F, е опишано во вториот ред од табелата. Токму тоа го забележуваме со фигурината: нејзината слика е реална, превртена и зголемена.
Ако сликата е реална, може да се проектира на екран.Во овој случај, сликата ќе биде видлива од кое било место во просторијата од каде што е видлив екранот. Ако сликата е имагинарна, тогаш таа не може да се проектира на екранот, туку може да се види само со око, поставувајќи ја на одреден начин во однос на објективот (треба да погледнете „во неа“).
Тоа го покажуваат искуствата дивергентните леќи даваат намалена директна виртуелна сликана кое било растојание од објектот до леќата.
Во оваа лекција, ќе ги повториме карактеристиките на ширењето на светлосните зраци во хомогени проѕирни медиуми, како и однесувањето на зраците кога ја преминуваат границата помеѓу светлосното раздвојување на две хомогени проѕирни медиуми, кои веќе ги знаете. Врз основа на веќе стекнатото знаење, ќе можеме да разбереме кои корисни информации за светлечки или објекти што апсорбираат светлина можеме да ги добиеме.
Исто така, применувајќи ги законите за прекршување и рефлексија на светлината што ни се веќе познати, ќе научиме како да ги решиме главните проблеми на геометриската оптика, чија цел е да изгради слика на предметниот објект, формирана од зраци што паѓаат во човечко око.
Ајде да се запознаеме со еден од главните оптички уреди - леќа - и формулите на тенка леќа.
2. Интернет портал „ЗОО „Опто-технолошка лабораторија““ ()
3. Интернет портал „GEOMETRIC OPTICS“ ()
Домашна работа
1. Со помош на леќа на вертикален екран се добива вистинска слика на сијалица. Како ќе се промени сликата ако горната половина од објективот е затворена?
2. Конструирај слика на објект поставен пред конвергирачка леќа во следниве случаи: 1. ; 2.; 3.; 4. .