Kanta menumpu dan mencapah. Kanta

Perkembangan pelajaran (nota pelajaran)

Talian UMK A.V. Peryshkin. Fizik (7-9)

Perhatian! Pentadbiran tapak tidak bertanggungjawab terhadap kandungan perkembangan metodologi, serta untuk pematuhan pembangunan dengan Standard Pendidikan Negeri Persekutuan.

Objektif pelajaran:

• ketahui apa itu kanta, klasifikasikannya, perkenalkan konsep: fokus, panjang fokus, kuasa optik, pembesaran linear;
• terus mengembangkan kemahiran dalam menyelesaikan masalah mengenai topik tersebut.

Semasa kelas

Aku menyanyikan pujian di hadapan-Mu dengan gembira
Bukan batu mahal, mahupun emas, tetapi KACA.

M.V. Lomonosov

Dalam rangka topik ini, marilah kita ingat apa itu kanta; Mari kita pertimbangkan prinsip umum membina imej dalam kanta nipis, dan juga memperoleh formula untuk kanta nipis.

Sebelum ini, kita telah berkenalan dengan pembiasan cahaya, dan juga menyimpulkan hukum pembiasan cahaya.

Menyemak kerja rumah

1) tinjauan § 65

2) tinjauan hadapan (lihat pembentangan)

1. Antara rajah yang manakah menunjukkan dengan betul laluan sinar yang melalui plat kaca di udara?

2. Antara rajah berikut, yang manakah menunjukkan imej yang betul dalam cermin satah berkedudukan menegak?

3. Sinar cahaya melalui kaca ke udara, membias pada antara muka antara dua media. Antara arah 1–4 yang manakah sepadan dengan sinar terbias?

4. Anak kucing itu berlari ke arah cermin rata dengan laju V= 0.3 m/s. Cermin itu sendiri bergerak menjauhi anak kucing dengan laju u= 0.05 m/s. Pada kelajuan berapakah anak kucing itu mendekati imejnya dalam cermin?

Mempelajari bahan baharu

Secara umum, perkataan kanta ialah perkataan Latin yang diterjemahkan sebagai lentil. Lentil adalah tumbuhan yang buahnya hampir sama dengan kacang, tetapi kacang tidak bulat, tetapi kelihatan seperti kuih periuk. Oleh itu, semua cermin mata bulat dengan bentuk ini mula dipanggil kanta.

Sebutan pertama tentang kanta boleh didapati dalam drama Yunani kuno "Awan" oleh Aristophanes (424 SM), di mana api dibuat menggunakan kaca cembung dan cahaya matahari. Dan umur kanta tertua yang ditemui adalah lebih daripada 3000 tahun. Inilah yang dipanggil kanta Nimrud. Ia ditemui semasa penggalian salah satu ibu kota purba Assyria di Nimrud oleh Austin Henry Layard pada tahun 1853. Kanta mempunyai bentuk yang hampir dengan bujur, ditumbuk secara kasar, sebelah cembung dan sebelah lagi rata. Pada masa ini ia disimpan di Muzium British - muzium sejarah dan arkeologi utama di Great Britain.

Lensa Nimrud

Jadi, dalam pengertian moden, kanta- ini adalah jasad lutsinar yang dibatasi oleh dua permukaan sfera . (tulis dalam buku nota) Selalunya, kanta sfera digunakan, di mana permukaan terikat adalah sfera atau sfera dan satah. Bergantung pada penempatan relatif permukaan sfera atau sfera dan satah, terdapat cembung Dan cekung kanta. (Kanak-kanak melihat kanta daripada set "Optik")

Pada gilirannya kanta cembung terbahagi kepada tiga jenis- cembung rata, biconvex dan cekung-cembung; A kanta cekung terbahagi kepada plano-cekung, biconcave dan convex-concave.

(menulis)

Mana-mana kanta cembung boleh diwakili sebagai set plat kaca selari satah di tengah kanta dan prisma terpotong mengembang ke arah tengah kanta, dan kanta cekung boleh diwakili sebagai set plat kaca selari satah dalam pusat kanta dan prisma terpotong mengembang ke arah tepi.

Adalah diketahui bahawa jika prisma diperbuat daripada bahan yang secara optik lebih tumpat daripada medium sekeliling, ia akan memesongkan rasuk ke arah tapaknya. Oleh itu, pancaran cahaya selari selepas pembiasan dalam kanta cembung akan menjadi konvergen(ini dipanggil perhimpunan), A dalam kanta cekung sebaliknya, pancaran cahaya selari selepas pembiasan menjadi berbeza(itu sebabnya kanta seperti itu dipanggil berselerak).

Untuk kesederhanaan dan kemudahan, kami akan mempertimbangkan kanta yang ketebalannya boleh diabaikan berbanding dengan jejari permukaan sfera. Kanta sedemikian dipanggil kanta nipis. Dan pada masa hadapan, apabila kita bercakap tentang lensa, kita akan sentiasa memahami kanta nipis.

Untuk melambangkan kanta nipis, teknik berikut digunakan: jika kanta mengumpul, maka ia dilambangkan dengan garis lurus dengan anak panah di hujung diarahkan dari tengah kanta, dan jika kanta berselerak, kemudian anak panah dihalakan ke arah tengah kanta.

Simbol untuk kanta menumpu

Simbol untuk kanta mencapah

(menulis)

Pusat optik kanta- ini adalah titik di mana sinar tidak mengalami pembiasan.

Mana-mana garis lurus yang melalui pusat optik kanta dipanggil paksi optik.

Paksi optik, yang melalui pusat permukaan sfera yang mengehadkan kanta, dipanggil paksi optik utama.

Titik di mana sinaran yang datang pada kanta selari dengan paksi optik utamanya (atau sambungannya) bersilang dipanggil fokus utama lensa. Harus diingat bahawa mana-mana kanta mempunyai dua fokus utama - depan dan belakang, kerana ia membiaskan cahaya yang jatuh ke atasnya dari dua sisi. Dan kedua-dua fokus ini terletak secara simetri berbanding pusat optik kanta.

kanta penumpuan

(lukisan)

kanta mencapah

(lukisan)

Jarak dari pusat optik kanta ke fokus utamanya dipanggil Panjang fokus.

satah fokus- ini adalah satah berserenjang dengan paksi optik utama kanta, melalui fokus utamanya.
Nilai yang sama dengan panjang fokus songsang kanta, dinyatakan dalam meter, dipanggil kuasa optik kanta. Ia dilambangkan dengan huruf besar D dan diukur dalam dioptri(disingkat diopter).

(Menulis)

Formula yang kami perolehi untuk kanta nipis pertama kali diperolehi oleh Johannes Kepler pada tahun 1604. Dia mengkaji pembiasan cahaya pada sudut tuju yang kecil dalam kanta pelbagai konfigurasi.

Pembesaran linear kanta ialah nisbah saiz linear imej kepada saiz linear objek. Ia dilambangkan dengan huruf besar Yunani G.

Penyelesaian masalah(di papan hitam) :

• Latihan Str 165 33 (1.2)
• Lilin terletak pada jarak 8 cm dari kanta pengumpul, kuasa optiknya ialah 10 dioptri. Pada jarak berapakah imej itu akan dihasilkan dari kanta dan bagaimanakah keadaannya?
• Pada jarak manakah dari kanta dengan panjang fokus 12 cm mesti diletakkan objek supaya imej sebenar adalah tiga kali lebih besar daripada objek itu sendiri?

Di rumah: §§ 66 no. 1584, 1612-1615 (koleksi Lukasik)

1) Gambar boleh khayalan atau sebenar. Jika imej itu dibentuk oleh sinar itu sendiri (iaitu, tenaga cahaya memasuki titik tertentu), maka ia adalah nyata, tetapi jika bukan oleh sinar itu sendiri, tetapi dengan kesinambungannya, maka mereka mengatakan bahawa imej itu adalah khayalan (tenaga cahaya tidak tidak sampai pada titik tertentu).

2) Jika bahagian atas dan bawah imej berorientasikan sama dengan objek itu sendiri, maka imej itu dipanggil langsung. Jika imej itu terbalik, maka ia dipanggil terbalik (terbalik).

3) Imej dicirikan oleh dimensi yang diperolehnya: diperbesar, dikurangkan, sama.

Imej dalam cermin rata

Imej dalam cermin satah adalah maya, lurus, sama saiz dengan objek, dan terletak pada jarak yang sama di belakang cermin dengan objek terletak di hadapan cermin.

Kanta

Kanta adalah badan lutsinar yang dibatasi pada kedua-dua belah oleh permukaan melengkung.

Terdapat enam jenis kanta.

Mengumpul: 1 - biconvex, 2 - flat-convex, 3 - convex-concave. Penyebaran: 4 - biconcave; 5 - rata-cekung; 6 - cekung-cembung.

kanta penumpuan

kanta mencapah

Ciri-ciri kanta.

NN- paksi optik utama ialah garis lurus yang melalui pusat permukaan sfera yang membatasi kanta;

O- pusat optik - titik yang bagi kanta biconvex atau biconcave (dengan jejari permukaan yang sama) terletak pada paksi optik di dalam kanta (di tengahnya);

F- fokus utama kanta ialah titik di mana pancaran cahaya dikumpulkan, merambat selari dengan paksi optik utama;

DARIPADA- Panjang fokus;

N"N"- paksi sekunder kanta;

F"- fokus sampingan;

Satah fokus - satah yang melalui fokus utama berserenjang dengan paksi optik utama.

Laluan sinar dalam kanta.

Sinar yang melalui pusat optik kanta (O) tidak mengalami pembiasan.

Sinar yang selari dengan paksi optik utama melalui fokus utama (F) selepas pembiasan.

Sinar yang melalui fokus utama (F) selepas pembiasan berjalan selari dengan paksi optik utama.

Rasuk berjalan selari dengan paksi optik sekunder (N"N") melalui fokus sekunder (F").

Formula kanta.

Apabila menggunakan formula kanta, anda harus menggunakan peraturan tanda dengan betul: +F- kanta menumpu; -F- kanta mencapah; +d- subjek adalah sah; -d- objek khayalan; +f- imej objek adalah nyata; -f- imej objek adalah khayalan.

Salingan panjang fokus kanta dipanggil kuasa optik.

Pembesaran melintang- nisbah saiz linear imej kepada saiz linear objek.

Peranti optik moden menggunakan sistem kanta untuk meningkatkan kualiti imej. Kuasa optik sistem kanta yang disatukan adalah sama dengan jumlah kuasa optik mereka.

1 - kornea; 2 - iris; 3 - tunica albuginea (sclera); 4 - koroid; 5 - lapisan pigmen; 6 - bintik kuning; 7 - saraf optik; 8 - retina; 9 - otot; 10 - ligamen kanta; 11 - kanta; 12 - murid.

Kanta adalah badan seperti kanta dan menyesuaikan penglihatan kita kepada jarak yang berbeza. Dalam sistem optik mata, memfokuskan imej ke retina dipanggil penginapan. Pada manusia, penginapan berlaku disebabkan oleh peningkatan kecembungan kanta, dilakukan dengan bantuan otot. Ini mengubah kuasa optik mata.

Imej objek yang jatuh pada retina mata adalah nyata, dikurangkan, terbalik.

Jarak penglihatan terbaik hendaklah kira-kira 25 cm, dan had penglihatan (titik jauh) adalah pada infiniti.

rabun (myopia)- kecacatan visual di mana mata melihat dengan kabur dan imej difokuskan di hadapan retina.

rabun jauh (hiperopia)- kecacatan penglihatan di mana imej difokuskan di belakang retina.

Terdapat objek yang mampu mengubah ketumpatan fluks kejadian sinaran elektromagnet pada mereka, iaitu sama ada meningkatkannya dengan mengumpulnya pada satu titik, atau mengurangkannya dengan menyebarkannya. Objek ini dipanggil kanta dalam fizik. Mari kita lihat lebih dekat isu ini.

Apakah kanta dalam fizik?

Konsep ini bermaksud sama sekali objek yang mampu mengubah arah perambatan sinaran elektromagnet. Ini ialah definisi umum kanta dalam fizik, yang merangkumi cermin mata optik, kanta magnet dan graviti.

Dalam artikel ini, perhatian utama akan diberikan kepada cermin mata optik, iaitu objek yang diperbuat daripada bahan lutsinar dan terhad kepada dua permukaan. Salah satu permukaan ini semestinya mempunyai kelengkungan (iaitu, menjadi sebahagian daripada sfera jejari terhingga), jika tidak objek itu tidak akan mempunyai sifat mengubah arah perambatan sinar cahaya.

Prinsip operasi kanta

Intipati operasi objek optik mudah ini terletak pada fenomena pembiasan cahaya matahari. Pada awal abad ke-17, ahli fizik dan astronomi Belanda yang terkenal Willebrord Snell van Rooyen menerbitkan undang-undang pembiasan, yang kini membawa namanya. Perumusan undang-undang ini adalah seperti berikut: apabila cahaya matahari melalui antara muka antara dua media telus optik, hasil darab sinus antara rasuk dan normal ke permukaan dan indeks biasan medium di mana ia merambat adalah nilai tetap. .

Untuk menerangkan perkara di atas, mari kita berikan contoh: biarkan cahaya jatuh di permukaan air, dan sudut antara normal ke permukaan dan sinar adalah sama dengan θ 1. Kemudian, pancaran cahaya dibiaskan dan memulakan perambatannya dalam air pada sudut θ 2 kepada normal ke permukaan. Menurut hukum Snell, kita memperoleh: sin(θ 1)*n 1 = sin(θ 2)*n 2, di sini n 1 dan n 2 ialah indeks biasan untuk udara dan air, masing-masing. Apakah indeks biasan? Ini ialah kuantiti yang menunjukkan berapa kali kelajuan perambatan gelombang elektromagnet dalam vakum adalah lebih besar daripada untuk medium telus optik, iaitu, n = c/v, dengan c dan v ialah kelajuan cahaya dalam vakum. dan dalam medium, masing-masing.

Fizik pembiasan terletak pada pelaksanaan prinsip Fermat, mengikut mana cahaya bergerak sedemikian rupa untuk menutup jarak dari satu titik ke titik lain dalam ruang dalam masa yang paling sedikit.

Penampilan kanta optik dalam fizik ditentukan semata-mata oleh bentuk permukaan yang membentuknya. Arah pembiasan kejadian rasuk pada mereka bergantung pada bentuk ini. Jadi, jika kelengkungan permukaan adalah positif (cembung), maka apabila keluar dari kanta pancaran cahaya akan merambat lebih dekat dengan paksi optiknya (lihat di bawah). Sebaliknya, jika kelengkungan permukaan adalah negatif (cekung), maka selepas melalui kaca optik, rasuk akan mula bergerak dari paksi pusatnya.

Mari kita perhatikan sekali lagi bahawa permukaan mana-mana kelengkungan membiaskan sinar secara sama rata (mengikut undang-undang Stell), tetapi normal padanya mempunyai kecondongan yang berbeza berbanding dengan paksi optik, mengakibatkan tingkah laku sinar terbias yang berbeza.

Kanta yang dibatasi oleh dua permukaan cembung dipanggil kanta penumpuan. Sebaliknya, jika ia dibentuk oleh dua permukaan dengan kelengkungan negatif, maka ia dipanggil hamburan. Semua jenis lain dikaitkan dengan gabungan permukaan yang ditentukan, yang mana satah juga ditambah. Apakah sifat yang akan dimiliki oleh kanta gabungan (mencapah atau menumpu) bergantung pada jumlah kelengkungan jejari permukaannya.

Unsur kanta dan sifat sinar

Untuk membina imej dalam kanta dalam fizik, anda perlu membiasakan diri dengan unsur-unsur objek ini. Mereka diberikan di bawah:

• Paksi optik utama dan pusat. Dalam kes pertama, ia bermaksud garis lurus yang melepasi serenjang dengan kanta melalui pusat optiknya. Yang terakhir, seterusnya, adalah titik di dalam kanta, yang melaluinya rasuk tidak mengalami pembiasan.
• Panjang fokus dan fokus - jarak antara pusat dan titik pada paksi optik di mana semua sinar yang datang pada kanta selari dengan paksi ini dikumpulkan. Takrifan ini adalah benar untuk mengumpul cermin mata optik. Dalam kes kanta mencapah, bukan sinar itu sendiri yang akan dikumpulkan menjadi satu titik, tetapi kesinambungan khayalan mereka. Titik ini dipanggil fokus utama.
• Kuasa optik. Ini adalah nama salingan panjang fokus, iaitu, D \u003d 1 / f. Ia diukur dalam diopter (dopter), iaitu, 1 diopter. = 1 m -1 .

Berikut adalah sifat utama sinar yang melalui kanta:

• rasuk yang melalui pusat optik tidak mengubah arah pergerakannya;
• kejadian sinar selari dengan paksi optik utama menukar arahnya supaya ia melalui fokus utama;
• Sinaran berlaku pada kaca optik pada mana-mana sudut, tetapi melalui fokusnya, menukar arah perambatannya sedemikian rupa sehingga ia menjadi selari dengan paksi optik utama.

Sifat sinar di atas untuk kanta nipis dalam fizik (ia dipanggil sedemikian kerana tidak kira apa sfera ia terbentuk dan betapa tebalnya, hanya sifat optik bahan objek) digunakan untuk membina imej di dalamnya.

Imej dalam cermin mata optik: bagaimana untuk membina?

Di bawah ialah rajah yang menunjukkan secara terperinci skema untuk membina imej dalam kanta cembung dan cekung objek (anak panah merah) bergantung pada kedudukannya.

Daripada analisis litar dalam rajah, kesimpulan penting berikut:

• Mana-mana imej dibina pada hanya 2 sinar (melepasi pusat dan selari dengan paksi optik utama).
• Kanta penumpu (ditunjukkan dengan anak panah di hujung yang menghala ke luar) boleh menghasilkan sama ada imej yang diperbesar atau dikecilkan, yang seterusnya boleh menjadi nyata (nyata) atau maya.
• Jika objek berada dalam fokus, maka kanta tidak membentuk imejnya (lihat rajah bawah di sebelah kiri dalam rajah).
• Cermin mata optik meresap (ditandakan dengan anak panah di hujungnya yang diarahkan ke dalam) sentiasa memberikan imej yang berkurangan dan maya, tanpa mengira kedudukan objek.

Mencari jarak ke imej

Untuk menentukan pada jarak berapa imej akan muncul, mengetahui kedudukan objek itu sendiri, kami membentangkan formula kanta dalam fizik: 1/f = 1/d o + 1/d i, di mana d o dan d i ialah jarak ke objek dan ke imejnya dari pusat optik, masing-masing, f - fokus utama. Jika kita bercakap tentang mengumpul kaca optik, maka nombor f akan menjadi positif. Sebaliknya, bagi kanta mencapah f adalah negatif.

Mari kita gunakan formula ini dan selesaikan masalah mudah: biarkan objek berada pada jarak d o = 2*f dari pusat kaca optik yang mengumpul. Di manakah imejnya akan muncul?

Daripada keadaan masalah yang kita ada: 1/f = 1/(2*f)+1/d i . Daripada: 1/d i = 1/f - 1/(2*f) = 1/(2*f), iaitu, d i = 2*f. Oleh itu, imej akan muncul pada jarak dua titik fokus dari kanta, tetapi di sisi lain daripada objek itu sendiri (ini ditunjukkan oleh tanda positif nilai d i).

Cerita pendek

Adalah menarik untuk memberikan etimologi perkataan "lensa". Ia berasal dari perkataan Latin lens dan lentis, yang bermaksud "lentil", kerana objek optik dalam bentuknya benar-benar serupa dengan buah tumbuhan ini.

Keupayaan biasan badan lutsinar sfera diketahui oleh orang Rom purba. Untuk tujuan ini mereka menggunakan bekas kaca bulat yang diisi dengan air. Kanta kaca sendiri mula dihasilkan hanya pada abad ke-13 di Eropah. Mereka digunakan sebagai alat membaca (cermin mata moden atau kaca pembesar).

Penggunaan aktif objek optik dalam pembuatan teleskop dan mikroskop bermula sejak abad ke-17 (Galileo mencipta teleskop pertama pada awal abad ini). Ambil perhatian bahawa rumusan matematik undang-undang pembiasan Stell, tanpa pengetahuan tentangnya adalah mustahil untuk menghasilkan kanta dengan sifat tertentu, telah diterbitkan oleh saintis Belanda pada awal abad ke-17 yang sama.

Lain-lain jenis kanta

Seperti yang dinyatakan di atas, sebagai tambahan kepada objek biasan optik, terdapat juga objek magnet dan graviti. Contoh yang pertama ialah kanta magnet dalam mikroskop elektron; contoh yang menarik bagi yang terakhir ialah herotan arah fluks cahaya apabila ia melepasi dekat jasad kosmik yang besar (bintang, planet).

Definisi 1

Lensa ialah jasad lutsinar dengan 2 permukaan sfera. Ia nipis jika ketebalannya kurang daripada jejari kelengkungan permukaan sfera.

Kanta adalah sebahagian daripada hampir setiap peranti optik. Mengikut takrifan, kanta sama ada menumpu atau mencapah (Rajah 3. 3. 1).

Definisi 2

Kanta penumpu ialah kanta yang lebih tebal di bahagian tengah berbanding di bahagian tepi.

Definisi 3

Kanta yang tebal di bahagian tepi dipanggil tersebar.

Rajah 3. 3. 1 . Kanta penumpu (a) dan mencapah (b) dan simbolnya.

Definisi 4

Paksi optik utama ialah garis lurus yang melalui pusat kelengkungan O 1 dan O 2 permukaan sfera.

Dalam kanta nipis, paksi optik utama bersilang pada satu titik - pusat optik kanta O. Rasuk cahaya melalui pusat optik kanta tanpa menyimpang dari arah asalnya.

Definisi 5

Paksi optik sekunder- ini adalah garis lurus yang melalui pusat optik.

Definisi 6

Jika pancaran sinar diarahkan ke kanta, yang terletak selari dengan paksi optik utama, maka selepas melalui kanta sinar (atau kesinambungannya) akan tertumpu pada satu titik F.

Titik ini dipanggil fokus utama lensa.

Kanta nipis mempunyai dua fokus utama, yang terletak secara simetri pada paksi optik utama berhubung dengan kanta.

Definisi 7

Fokus kanta menumpu - sah, dan bagi yang berselerak – khayalan.

Rasuk sinar selari dengan salah satu daripada keseluruhan set paksi optik sekunder, selepas melalui kanta, juga ditujukan pada titik F ", terletak di persimpangan paksi sekunder dengan satah fokus F.

Definisi 8

satah fokus- ini adalah satah berserenjang dengan paksi optik utama dan melalui fokus utama (Rajah 3. 3. 2).

Definisi 9

Jarak antara fokus utama F dan pusat optik kanta O dipanggil tumpuan(F) .

Rajah 3. 3. 2. Pembiasan pancaran sinar selari dalam kanta pengumpul (a) dan mencapah (b). O 1 dan O 2 – pusat permukaan sfera, O 1 O 2 – paksi optik utama, TENTANG - pusat optik, F – fokus utama, F " – fokus, O F " – paksi optik sekunder, Ф – satah fokus.

Sifat utama kanta adalah keupayaan untuk menghantar imej objek. Mereka pula ialah:

• Nyata dan khayalan;
• Lurus dan terbalik;
• Dibesarkan dan dikurangkan.

Pembinaan geometri membantu menentukan kedudukan imej, serta sifatnya. Untuk tujuan ini, sifat sinar piawai digunakan, arahnya ditentukan. Ini adalah sinar yang melalui pusat optik atau salah satu titik fokus kanta, dan sinar selari dengan paksi optik utama atau salah satu daripada paksi optik sekunder. Rajah 3. 3. 3 dan 3. 3. 4 menunjukkan data pembinaan.

Rajah 3. 3. 3. Pembinaan imej dalam kanta menumpu.

Rajah 3. 3. 4 . Pembinaan imej dalam kanta mencapah.

Perlu diserlahkan bahawa rasuk piawai yang digunakan dalam Rajah 3. 3. 3 dan 3. 3. 4 untuk pengimejan, jangan melalui kanta. Sinar ini tidak digunakan dalam pengimejan, tetapi boleh digunakan dalam proses ini.

Definisi 10

Untuk mengira kedudukan imej dan sifatnya, formula kanta nipis digunakan. Jika kita menulis jarak dari objek ke kanta sebagai d, dan dari kanta ke imej sebagai f, maka formula kanta nipis mempunyai bentuk:

1 d + 1 f + 1 F = D.

Definisi 11

Magnitud D ialah kuasa optik kanta, sama dengan panjang fokus songsang.

Definisi 12

Diopter(d p t r) ialah unit ukuran kuasa optik yang panjang fokusnya ialah 1 m: 1 d p t p = m - 1.

Formula untuk kanta nipis adalah serupa dengan formula untuk cermin sfera. Ia boleh diperolehi untuk sinar paraxial daripada persamaan segi tiga dalam Rajah 3. 3. 3 atau 3. 3. 4 .

Panjang fokus kanta ditulis dengan tanda-tanda tertentu: kanta menumpu F > 0, kanta mencapah F< 0 .

Kuantiti d dan f juga mematuhi tanda-tanda tertentu:

• d > 0 dan f > 0 – berhubung dengan objek sebenar (iaitu, sumber cahaya sebenar) dan imej;
• d< 0 и f < 0 – применительно к мнимым источникам и изображениям.

Untuk kes dalam Rajah 3. 3. 3 F > 0 (kanta menumpu), d = 3 F > 0 (objek sebenar).

Daripada formula kanta nipis kita dapat: f = 3 2 F > 0, yang bermaksud bahawa imej adalah nyata.

Untuk kes dalam Rajah 3. 3. 4F< 0 (линза рассеивающая), d = 2 | F | >0 (objek sebenar), formula f = - 2 3 F adalah sah< 0 , следовательно, изображение мнимое.

Dimensi linear imej bergantung pada kedudukan objek berbanding kanta.

Definisi 13

Pembesaran linear kanta G ialah nisbah dimensi linear bagi imej h "dan objek h.

Adalah mudah untuk menulis nilai h "dengan tanda tambah atau tolak, bergantung pada sama ada ia langsung atau songsang. Ia sentiasa positif. Oleh itu, untuk imej langsung keadaan Γ > 0 digunakan, untuk yang terbalik Γ< 0 . Из подобия треугольников на рисунках 3 . 3 . 3 и 3 . 3 . 4 нетрудно вывести формулу для расчета линейного увеличения тонкой линзы:

Г = h " h = - f d .

Dalam contoh dengan kanta menumpu dalam Rajah 3. 3. 3 untuk d = 3 F > 0, f = 3 2 F > 0.

Ini bermakna G = - 1 2< 0 – изображение перевернутое и уменьшенное в два раза.

Dalam contoh kanta mencapah dalam Rajah 3. 3. 4 pada d = 2 | F | > 0, formula f = - 2 3 F adalah sah< 0 ; значит, Г = 1 3 >0 – imej tegak dan dikurangkan sebanyak tiga kali.

Kuasa optik D kanta bergantung pada jejari kelengkungan R 1 dan R 2 , permukaan sferanya, serta indeks biasan n bahan kanta. Dalam teori optik ungkapan berikut memegang:

D = 1 F = (n - 1) 1 R 1 + 1 R 2 .

Permukaan cembung mempunyai jejari kelengkungan positif, manakala permukaan cekung mempunyai jejari negatif. Formula ini boleh digunakan dalam pembuatan kanta dengan kuasa optik yang diberikan.

Banyak alat optik direka bentuk sedemikian rupa sehingga cahaya melewati secara berurutan melalui 2 atau lebih kanta. Imej objek dari kanta pertama berfungsi sebagai objek (nyata atau khayalan) untuk kanta ke-2, yang seterusnya, membina imej ke-2 objek, yang juga boleh menjadi nyata atau khayalan. Pengiraan sistem optik 2 kanta nipis terdiri daripada
Penggunaan 2 kali ganda formula kanta, dan jarak d 2 dari imej pertama ke kanta ke-2 hendaklah sama dengan nilai l – f 1, dengan l ialah jarak antara kanta.

Nilai f 2 yang dikira menggunakan formula kanta menentukan kedudukan imej ke-2, serta sifatnya (f 2 > 0 – imej sebenar, 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.

Tiub astronomi Kepler dan tiub terestrial Galileo

Mari kita pertimbangkan kes khas - laluan sinaran teleskopik dalam sistem 2 kanta, apabila kedua-dua objek dan imej ke-2 terletak pada jarak yang tidak terhingga jauh antara satu sama lain. Laluan teleskopik sinar dijalankan dalam teleskop: teleskop terestrial Galileo dan teleskop astronomi Kepler.

Kanta nipis mempunyai beberapa kelemahan yang menghalang imej resolusi tinggi.

Definisi 14

Penyimpangan adalah herotan yang berlaku semasa proses pembentukan imej. Bergantung pada jarak pemerhatian dibuat, penyimpangan boleh berbentuk sfera atau kromatik.

Maksud penyimpangan sfera ialah dengan pancaran cahaya yang luas, sinar yang terletak pada jarak yang jauh dari paksi optik tidak bersilang di titik fokus. Formula kanta nipis hanya berfungsi untuk sinaran yang dekat dengan paksi optik. Imej sumber jauh, yang dicipta oleh pancaran sinar lebar yang dibiaskan oleh kanta, adalah kabur.

Maksud penyimpangan kromatik ialah indeks biasan bahan kanta dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya λ. Sifat media telus ini dipanggil penyebaran. Panjang fokus kanta adalah berbeza untuk cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza. Fakta ini membawa kepada kekaburan imej apabila memancarkan cahaya bukan monokromatik.

Instrumen optik moden tidak dilengkapi dengan kanta nipis, tetapi dengan sistem kanta yang kompleks di mana ia adalah mungkin untuk menghapuskan beberapa herotan.

Instrumen seperti kamera, projektor, dsb. menggunakan kanta menumpu untuk membentuk imej sebenar objek.

Kamera- ialah kamera tertutup dan kedap cahaya di mana imej objek yang ditangkap dicipta pada filem oleh sistem kanta - kanta. Semasa pendedahan, kanta dibuka dan ditutup menggunakan pengatup khas.

Keistimewaan kamera ialah filem rata menghasilkan imej objek yang agak tajam yang terletak pada pelbagai jarak. Ketajaman berubah apabila kanta bergerak relatif kepada filem. Imej mata yang tidak terletak pada satah menunjuk tajam kelihatan kabur dalam imej dalam bentuk bulatan bertaburan. Saiz d bagi bulatan ini boleh dikecilkan dengan membuka lensa, iaitu, mengurangkan bukaan relatif a F , seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3. 3. 5 . Ini menyebabkan kedalaman medan bertambah.

Rajah 3. 3. 5 . Kamera.

Menggunakan peranti unjuran, adalah mungkin untuk mengambil imej berskala besar. Kanta projektor O memfokuskan imej objek rata (slaid D) pada skrin jauh E (Rajah 3, 3, 6). Sistem kanta K (condenser) digunakan untuk menumpukan cahaya dari sumber S ke slaid. Imej songsang yang diperbesarkan dicipta semula pada skrin. Skala peranti tayangan boleh diubah dengan mengalihkan skrin lebih dekat atau jauh dan pada masa yang sama menukar jarak antara slaid D dan kanta O.

Rajah 3. 3. 6. Radas unjuran.

Rajah 3. 3. 7. Model kanta nipis.

Rajah 3. 3. 8 . Model sistem dua kanta.

Jika anda melihat ralat dalam teks, sila serlahkannya dan tekan Ctrl+Enter

"Kanta. Membina imej dalam kanta"

Objektif pelajaran:

Pendidikan: Mari kita teruskan kajian sinar cahaya dan perambatannya, perkenalkan konsep kanta, kaji tindakan kanta penumpuan dan penyebaran; mengajar cara membina imej yang diberikan oleh kanta.

Membangunkan: menggalakkan perkembangan pemikiran logik, keupayaan untuk melihat, mendengar, mengumpul dan memahami maklumat, dan membuat kesimpulan secara bebas.

Pendidikan: memupuk perhatian, ketekunan dan ketepatan dalam kerja; belajar menggunakan pengetahuan yang diperoleh untuk menyelesaikan masalah praktikal dan pendidikan.

Jenis pelajaran: digabungkan, termasuk pembangunan pengetahuan baru, kebolehan, kemahiran, penyatuan dan sistematisasi pengetahuan yang diperoleh sebelumnya.

Semasa kelas

mengatur masa(2 minit):

memberi salam kepada pelajar;

menyemak kesediaan pelajar untuk pelajaran;

membiasakan diri dengan matlamat pelajaran (matlamat pendidikan ditetapkan sebagai umum, tanpa menamakan topik pelajaran);

mewujudkan mood psikologi:

Alam semesta, memahami,
Tahu segala-galanya tanpa mengambil,
Anda akan dapati apa yang ada di dalam di luar,
Apa yang di luar, anda akan dapati di dalam
Jadi terimalah tanpa menoleh ke belakang
Teka-teki dunia yang jelas...

I. Goethe

Pengulangan bahan yang dikaji sebelum ini berlaku dalam beberapa peringkat.(26 min):

1. Blitz - tinjauan(jawapan kepada soalan hanya boleh ya atau tidak; untuk gambaran keseluruhan yang lebih baik tentang jawapan pelajar, anda boleh menggunakan kad isyarat, "ya" - merah, "tidak" - hijau, anda perlu menjelaskan jawapan yang betul):

Adakah cahaya bergerak dalam medium homogen dalam garis lurus? (Ya)

Adakah sudut pantulan dilambangkan dengan huruf Latin betta? (Tidak)

Bolehkah pantulan menjadi spekular atau meresap? (Ya)

Adakah sudut tuju sentiasa lebih besar daripada sudut pantulan? (Tidak)

Di sempadan dua media lutsinar, adakah pancaran cahaya bertukar arah? (Ya)

Adakah sudut biasan sentiasa lebih besar daripada sudut tuju? (Tidak)

Adakah kelajuan cahaya dalam mana-mana medium sama dan sama dengan 3*10 8 m/s? (Tidak)

Adakah kelajuan cahaya di dalam air kurang daripada kelajuan cahaya di dalam vakum? (Ya)

Pertimbangkan slaid 9: "Membina imej dalam kanta menumpu" ( ), menggunakan ringkasan rujukan, pertimbangkan sinar yang digunakan.

Bina imej dalam kanta tumpu di papan tulis dan cirikan imej itu (dilakukan oleh guru atau pelajar).

Pertimbangkan slaid 10: "Membina imej dalam kanta mencapah" ( ).

Membina imej dalam kanta mencapah di papan tulis dan mencirikannya (dilakukan oleh guru atau pelajar).

5. Menyemak pemahaman anda tentang bahan baharu dan menyatukannya(19 min):

Kerja pelajar di papan hitam:

Bina imej objek dalam kanta menumpu:

Tugas utama:

Kerja bebas dengan pilihan tugas.

6. Merumuskan pelajaran(5 minit):

Apakah yang anda pelajari semasa pelajaran, apakah yang perlu anda perhatikan?

Mengapa tidak disyorkan untuk menyiram tumbuhan dari atas pada hari musim panas yang panas?

Gred untuk kerja dalam kelas.

7. Kerja rumah(2 minit):

Bina imej objek dalam kanta mencapah:

Jika objek berada di belakang fokus kanta.

Jika objek berada di antara fokus dan kanta.

Dilekatkan pada pelajaran , , Dan .