May isang bagay sa harap ng lens at bumuo ng isang imahe. Manipis na lente. Pagbuo ng mga imahe


Ang object AB ay matatagpuan sa likod ng focus ng diverging lens.

Gumagamit kami muli ng "maginhawa" na mga sinag: ang unang sinag ay napupunta parallel sa pangunahing optical axis at na-refracted ng lens upang ang pagpapatuloy nito ay dumaan sa focus (may tuldok na linya sa figure); ang pangalawang sinag, nang walang repraksyon, ay dumadaan sa optical center ng lens.

Sa intersection ng pangalawang ray at ang pagpapatuloy ng unang ray mayroon kaming isang imahe ng isang point - point B1. Ibinababa namin ang patayo sa pangunahing optical axis mula sa punto B1 at makuha ang punto A1 - ang imahe ng punto A.

Samakatuwid, ang A1 B1 ay isang pinababa, direkta, haka-haka na imahe na matatagpuan sa pagitan ng haka-haka na pokus at lens.

Isaalang-alang natin ang ilang mga kaso ng pagbuo ng mga imahe depende sa lugar kung saan matatagpuan ang bagay.

Ipinapakita ng Figure 2.9 ang kaso kapag ang bagay ay eksaktong matatagpuan sa pagitan ng lens at ng focus ng lens, na nangangahulugan na ang pinalaki na imahe ay direktang lalabas sa focus.

Sa Figure 2.10, ang bagay ay nasa focal distance mula sa lens, at nakakakuha tayo ng imahe ng object sa gitna sa pagitan ng focus at ng lens.

Lektura 3. Mga simpleng optical device.

3.2 Mikroskopyo.

3.3 Teleskopyo.

3.4 Camera.

Magnifier

Ang isa sa pinakasimpleng optical na instrumento ay isang magnifying glass - isang converging lens na idinisenyo para sa pagtingin sa pinalaki na mga larawan ng maliliit na bagay. Ang lens ay inilapit sa mata mismo, at ang bagay ay inilalagay sa pagitan ng lens at ang pangunahing pokus. Makakakita ang mata ng isang virtual at pinalaki na imahe ng bagay. Ito ay pinaka-maginhawa upang suriin ang isang bagay sa pamamagitan ng isang magnifying glass na may ganap na nakakarelaks na mata, na nababagay sa infinity. Upang gawin ito, ang bagay ay inilalagay sa pangunahing focal plane ng lens upang ang mga sinag na umuusbong mula sa bawat punto ng bagay ay bumubuo ng mga parallel beam sa likod ng lens. Ang figure ay nagpapakita ng dalawang ganoong beam na nagmumula sa mga gilid ng bagay. Pagpasok sa infinity-accommodated eye, ang mga beam ng parallel ray ay nakatutok sa retina at nagbibigay ng malinaw na imahe ng bagay dito.

Ang pinakasimpleng aparato para sa mga visual na obserbasyon ay isang magnifying glass. Ang magnifying glass ay isang converging lens na may maikling focal length. Ang magnifying glass ay inilalagay malapit sa mata, at ang bagay na isinasaalang-alang ay nasa focal plane nito. Ang bagay ay nakikita sa pamamagitan ng magnifying glass sa isang anggulo.

kung saan ang h ay ang laki ng bagay. Kapag tinitingnan ang parehong bagay sa mata, dapat itong ilagay sa malayo pinakamahusay na pangitain normal na mata. Ang bagay ay makikita sa isang anggulo

Ito ay sumusunod na ang angular magnification ng magnifying glass ay katumbas ng

Ang isang lens na may focal length na 10 cm ay nagbibigay ng isang magnification ng 2.5 beses.


Fig. 3. 1 Epekto ng magnifying glass: a - ang bagay ay tinitingnan ng mata mula sa malayong pinakamainam na paningin; b - ang bagay ay tinitingnan sa pamamagitan ng magnifying glass na may focal length F.

Angular magnification

Ang mata ay napakalapit sa lens, kaya ang anggulo ng view ay maaaring kunin na anggulong 2β na nabuo ng mga sinag na nagmumula sa mga gilid ng bagay sa pamamagitan ng optical center ng lens. Kung walang magnifying glass, kailangan nating ilagay ang bagay sa layo ng pinakamagandang paningin (25 cm) mula sa mata at ang visual na anggulo ay magiging katumbas ng 2γ. Isinasaalang-alang kanang tatsulok na may mga binti na 25 cm at F cm at nagsasaad ng kalahati ng bagay na Z, maaari nating isulat:

(3.4)

2β - visual na anggulo, kapag sinusunod sa pamamagitan ng magnifying glass;

2γ - visual na anggulo, kapag sinusunod sa mata;

F - distansya mula sa bagay hanggang sa magnifying glass;

Ang Z ay kalahati ng haba ng bagay na pinag-uusapan.

Isinasaalang-alang na ang maliliit na detalye ay karaniwang sinusuri sa pamamagitan ng magnifying glass (at samakatuwid ang mga anggulo γ at β ay maliit), ang mga tangent ay maaaring mapalitan ng mga anggulo. Kaya, nakukuha namin ang sumusunod na expression para sa pagpapalaki ng magnifying glass:

Dahil dito, ang magnification ng isang magnifying glass ay proporsyonal sa , iyon ay, ang optical power nito.

3.2 Mikroskopyo .

Ang isang mikroskopyo ay ginagamit upang makakuha ng mataas na magnification kapag nagmamasid sa maliliit na bagay. Ang isang pinalaki na imahe ng isang bagay sa isang mikroskopyo ay nakuha gamit ang optical system, na binubuo ng dalawang short-focus lens - layunin O1 at eyepiece O2 (Fig. 3.2). Ang lens ay gagawa ng isang tunay na baligtad na pinalaki na imahe ng bagay. Ang intermediate na imaheng ito ay tinitingnan ng mata sa pamamagitan ng isang eyepiece, ang pagkilos nito ay katulad ng sa isang magnifying glass. Ang eyepiece ay nakaposisyon upang ang intermediate na imahe ay nasa focal plane nito; sa kasong ito, ang mga sinag mula sa bawat punto ng bagay ay kumakalat pagkatapos ng eyepiece sa isang parallel beam.

Ang virtual na imahe ng isang bagay na tinitingnan sa pamamagitan ng isang eyepiece ay palaging nakabaligtad. Kung ito ay lumabas na hindi maginhawa (halimbawa, kapag nagbabasa ng maliit na print), maaari mong ibalik ang mismong bagay sa harap ng lens. Samakatuwid, ang angular magnification ng isang mikroskopyo ay itinuturing na isang positibong halaga.

Tulad ng sumusunod mula sa Fig. 3.2, anggulo ng view φ ng isang bagay na tinitingnan sa pamamagitan ng isang eyepiece sa pagtatantya ng maliliit na anggulo

Tinatayang maaari nating ilagay ang d ≈ F1 at f ≈ l, kung saan ang l ay ang distansya sa pagitan ng layunin at ng mikroskopyo na eyepiece ("haba ng tubo"). Kapag tinitingnan ang parehong bagay sa mata

Bilang resulta, ang formula para sa angular magnification γ ng isang mikroskopyo ay tumatagal ng anyo

Ang isang mahusay na mikroskopyo ay maaaring magbigay ng magnification ng ilang daang beses. Sa mataas na pag-magnification, nagsisimulang lumitaw ang diffraction phenomena.

Sa mga totoong mikroskopyo, ang lens at eyepiece ay kumplikadong optical system kung saan ang iba't ibang mga aberration ay inalis.

Teleskopyo

Ang mga teleskopyo (spotting scope) ay idinisenyo upang obserbahan ang malalayong bagay. Binubuo ang mga ito ng dalawang lens - isang collecting lens na may mahabang focal length (layunin) na nakaharap sa bagay at isang lens na may maikling focal length (eyepiece) na nakaharap sa observer. Mayroong dalawang uri ng spotting scope:

1) Kepler teleskopyo, na nilayon para sa astronomical na obserbasyon. Nagbibigay ito ng pinalaki na baligtad na mga larawan ng malalayong bagay at samakatuwid ay hindi maginhawa para sa mga obserbasyon sa lupa.

2) Ang teleskopyo ni Galileo, na idinisenyo para sa mga obserbasyon sa terrestrial, na nagbibigay ng pinalaki na direktang mga imahe. Ang eyepiece sa isang teleskopyo ng Galilea ay isang diverging lens.

Sa Fig. 15 ay nagpapakita ng landas ng mga sinag sa isang astronomical telescope. Ipinapalagay na ang mata ng nagmamasid ay tinatanggap hanggang sa kawalang-hanggan, kaya ang mga sinag mula sa bawat punto ng isang malayong bagay ay lumalabas mula sa eyepiece sa isang parallel beam. Ang landas ng sinag na ito ay tinatawag na teleskopiko. Sa isang astronomical telescope, ang teleskopiko na landas ng mga sinag ay nakakamit sa kondisyon na ang distansya sa pagitan ng lens at ng eyepiece ay katumbas ng kabuuan ng kanilang mga focal length.


Ang isang teleskopyo (teleskopyo) ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng angular magnification γ. Hindi tulad ng isang mikroskopyo, ang mga bagay na naobserbahan sa pamamagitan ng isang teleskopyo ay palaging malayo sa nagmamasid. Kung ang isang malayong bagay ay nakikita ng mata sa isang anggulo ψ, at kapag naobserbahan sa pamamagitan ng isang teleskopyo sa isang anggulo φ, kung gayon ang angular magnification ay tinatawag na ratio

Ang angular increase γ, tulad ng linear increase Γ, ay maaaring italaga ng plus o minus sign depende sa kung ang imahe ay patayo o baligtad. Ang angular magnification ng astronomical telescope ni Kepler ay negatibo, at ang sa terrestrial telescope ni Galileo ay positibo.

Angular magnification spotting scopes ipinahayag sa mga tuntunin ng focal length:

Ang mga malalaking astronomical telescope ay gumagamit ng mga spherical na salamin sa halip na mga lente bilang mga lente. Ang ganitong mga teleskopyo ay tinatawag na mga reflector. Magandang salamin mas madaling gawin; bilang karagdagan, ang mga salamin, hindi tulad ng mga lente, ay walang chromatic aberration.

Ang pinakamalaking teleskopyo sa mundo na may mirror diameter na 6 m ay itinayo sa Russia. Dapat tandaan na ang malalaking astronomical teleskopyo ay idinisenyo hindi lamang upang taasan ang mga angular na distansya sa pagitan ng mga naobserbahang bagay sa kalawakan, kundi pati na rin upang mapataas ang daloy ng liwanag na enerhiya mula sa mahinang maliwanag na mga bagay.

Suriin natin ang circuit at operating prinsipyo ng ilang malawak na ginagamit na optical device.


Camera



Ang isang kamera ay isang aparato, ang pinakamahalagang bahagi nito ay isang sistema ng pagkolekta ng mga lente - ang lens. Sa ordinaryong amateur photography, ang paksa ay matatagpuan sa likod ng double focal length, kaya ang imahe ay nasa pagitan ng focus at double focal length, real, reduced, inverted (Fig. 16).

Larawan 3.4

Sa lugar ng larawang ito, isang photographic film o photographic plate (pinahiran ng isang photosensitive emulsion na naglalaman ng silver bromide) ay inilagay, ang lens ay binuksan nang ilang sandali - ang pelikula ay nakalantad. May lalabas na nakatagong larawan dito. Pagpasok sa isang espesyal na solusyon ng developer, ang "nakalantad" na mga molekula ng pilak na bromide ay naghiwa-hiwalay, ang bromine ay dinadala sa solusyon, at ang pilak ay inilabas sa anyo ng isang madilim na patong sa mga nakalantad na bahagi ng plato o pelikula; Ang mas maraming liwanag na nakalantad sa isang partikular na lugar ng pelikula, mas magiging madilim ito. Pagkatapos ng pagbuo at paghuhugas, kinakailangan upang ayusin ang imahe, kung saan ito ay inilagay sa isang solusyon - isang fixer, kung saan ang hindi nakalantad na silver bromide ay natunaw at tinanggal mula sa negatibo. Ang resulta ay isang imahe ng kung ano ang nasa harap ng lens, na may muling pagsasaayos ng mga shade - ang mga bahagi ng ilaw ay naging madilim at kabaligtaran (negatibo).

Upang makakuha ng isang positibong litrato, kinakailangan upang maipaliwanag ang photographic na papel na pinahiran ng parehong silver bromide sa negatibo sa loob ng ilang panahon. Matapos itong mabuo at maayos, makakakuha ka ng negatibo mula sa negatibo, ibig sabihin, isang positibo kung saan ang liwanag at madilim na bahagi ay tumutugma sa liwanag at madilim na bahagi ng bagay.

Upang makakuha ng mataas na kalidad na imahe pinakamahalaga may pagtutok - pinagsasama ang imahe at ang pelikula o plato. Upang gawin ito, ang likod na dingding ng mga lumang camera ay ginawang movable, sa halip na isang light-sensitive na plato, isang frosted glass plate ang ipinasok; sa pamamagitan ng paggalaw sa huli, isang matalas na imahe ang naitatag ng mata. Pagkatapos ang glass plate ay pinalitan ng isang photosensitive at kinuha ang mga litrato.

Gumagamit ang mga modernong camera ng retractable lens na konektado sa isang rangefinder para sa pagtutok. Sa kasong ito, ang lahat ng mga dami na kasama sa formula ng lens ay nananatiling hindi nagbabago, ang distansya sa pagitan ng lens at ang pelikula ay nagbabago hanggang sa ito ay tumutugma sa f. Upang dagdagan ang lalim ng field - ang mga distansya sa kahabaan ng pangunahing optical axis kung saan ang mga bagay ay kinunan nang husto - ang lens ay naka-aperture, ibig sabihin, ang aperture nito ay nabawasan. Ngunit binabawasan nito ang dami ng liwanag na pumapasok sa device at pinatataas ang kinakailangang oras ng pagkakalantad.

Ang pag-iilaw ng imahe kung saan ang pinagmulan ng liwanag ay ang lens ay direktang proporsyonal sa lugar ng siwang nito, na, naman, ay proporsyonal sa parisukat ng diameter d2. Ang pag-iilaw ay inversely proportional din sa parisukat ng distansya mula sa pinagmulan hanggang sa imahe, sa aming kaso halos ang parisukat ng focal length F. Kaya, ang pag-iilaw ay proporsyonal sa fraction, na tinatawag na lens aperture. Ang square root ng aperture ratio ay tinatawag na relative aperture at kadalasang ipinapahiwatig sa lens sa anyo ng isang inskripsiyon: . Ang mga modernong camera ay nilagyan ng isang bilang ng mga aparato na nagpapadali sa trabaho ng photographer at nagpapalawak ng kanyang mga kakayahan (autostart, isang hanay ng mga lente na may iba't ibang focal length, exposure meter, kabilang ang mga awtomatiko, awtomatiko o semi-awtomatikong pagtutok, atbp.). Malawakang ginagamit ang color photography. Sa proseso ng mastering - three-dimensional photography.

Mata

Mata ng tao mula sa isang optical point of view ito ay ang parehong camera. Ang parehong (totoo, binawasan, baligtad) na imahe ay nilikha sa pader sa likod mata - sa photosensitive macula, kung saan ang mga espesyal na pagtatapos ay puro optic nerves- cones at rods. Ang kanilang pagpapasigla sa pamamagitan ng liwanag ay ipinapadala sa mga nerbiyos sa utak at nagiging sanhi ng pandamdam ng paningin. Ang mata ay may lens - ang lens, isang dayapragm - ang mag-aaral, kahit na isang takip ng lens - ang talukap ng mata. Sa maraming paraan, mas advanced ang mata kaysa sa mga modernong camera. Ito ay awtomatikong nakatutok sa pamamagitan ng pagsukat ng kurbada ng lens sa ilalim ng pagkilos ng mga kalamnan ng mata, ibig sabihin, sa pamamagitan ng pagbabago ng focal length. Awtomatikong diaphragm - sa pamamagitan ng paghihigpit ng pupil kapag lumilipat mula sa isang madilim na silid patungo sa isang maliwanag. Ang mata ay gumagawa ng isang kulay na imahe at "naaalala" ang mga visual na imahe. Sa pangkalahatan, ang mga biologist at mga doktor ay dumating sa konklusyon na ang mata ay isang bahagi ng utak na matatagpuan sa paligid.

Ang pangitain na may dalawang mata ay nagpapahintulot sa iyo na makita ang isang bagay mula sa iba't ibang panig, ibig sabihin, upang magsagawa ng tatlong-dimensional na pangitain. Napatunayan sa eksperimento na kapag nakita ng isang mata, ang isang larawan mula sa 10 m ay lilitaw na patag (na may base - ang distansya sa pagitan ng mga matinding punto ng mag-aaral - katumbas ng diameter ng mag-aaral). Sa pagtingin gamit ang dalawang mata, nakikita natin ang isang patag na larawan mula sa 500 m (ang base ay ang distansya sa pagitan ng mga optical center ng mga lente), iyon ay, maaari nating matukoy sa pamamagitan ng mata ang laki ng mga bagay, kung alin ang mas malapit o higit pa at kung magkano. mas malapit.

Upang madagdagan ang kakayahang ito, kailangan mong dagdagan ang base, ginagawa ito sa prismatic binocular at sa iba't ibang uri mga rangefinder (Larawan 3.5).

Ngunit, tulad ng lahat ng bagay sa mundo, kahit na ang perpektong paglikha ng kalikasan gaya ng mata ay walang mga bahid. Una, ang mata ay tumutugon lamang sa nakikitang liwanag (at sa tulong ng paningin ay nakikita natin ang hanggang 90% ng lahat ng impormasyon). Pangalawa, ang mata ay madaling kapitan ng maraming sakit, ang pinaka-karaniwan ay myopia - ang mga sinag ay inilalapit sa retina (Fig. 3.6) at farsightedness - isang matalim na imahe sa likod ng retina (Fig. 3.7).

    Ang repraksyon ng liwanag sa mga patag na hangganan (triangular prism, plane-parallel plate) ay humahantong sa isang displacement ng mga imahe na may kaugnayan sa mga bagay nang hindi binabago ang kanilang laki. Ang repraksyon ng liwanag sa mga transparent na optically homogenous na katawan na napapalibutan ng mga spherical na ibabaw ay humahantong sa pagbuo ng mga imahe na naiiba sa laki mula sa mga bagay - pinalaki, nabawasan (sa ilang mga kaso pantay).

  • Ang mga transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang spherical surface ay tinatawag na mga lente.



  • Ang mga lente ay isang mahalagang elemento ng iba't ibang mga optical na instrumento at sistema, mula sa pinakasimpleng salamin hanggang sa mga mikroskopyo at higanteng teleskopyo, na maaaring makabuluhang mapalawak ang larangan ng paningin.

  • Ang mga lente para sa nakikitang liwanag ay karaniwang gawa sa salamin; para sa ultraviolet radiation - mula sa kuwarts, fluorite, lithium fluoride, atbp.; para sa infrared radiation - mula sa silikon, germanium, fluorite, lithium fluoride, atbp.



Plano

1. Pagtatanghal ng materyal na pang-edukasyon sa pamamagitan ng isang multimedia projector.
  • Mga lente. Mga pangunahing punto, linya, eroplano.

  • Mga disadvantages ng lens.

  • Pagbuo ng isang imahe sa manipis na mga lente.

2. Mga gawain sa pagpipigil sa sarili: paglutas ng mga interactive na problema sa pagbuo ng mga larawan sa mga lente na may pag-verify ng pagkumpleto. Paggawa gamit ang CD "Physics, 7-11 grades. Aklatan visual aid" 1C: Paaralan.

3. Paglutas ng mga problema sa pagtatayo. Nagtatrabaho sa Interwrite Board.

4. Pagkontrol sa pagsubok. Paggawa gamit ang online knowledge control system Interwrite PRS.

5. Interactive takdang aralin. Paggawa gamit ang CD "Physics, 10-11 grades. Paghahanda para sa Unified State Exam.” 1C: Paaralan.

6. Mga resulta



Mga lente Mga pangunahing punto, linya, eroplano

Mga geometric na katangian ng mga lente.

Mga uri ng lente.

Focal length at optical power ng lens.

Ang pag-asa ng focal length sa radii ng curvature ng spherical surface at ang relative refractive index ng lens material.




Spherical lens

  • Ang segment ng optical axis na nakapaloob sa pagitan ng mga sphere na naglilimita sa lens ay tinatawag na kapal ng lens l. Tinatawag ang lens manipis, Kung l R1 at l R2, saan R1 At R2 ay ang radii ng mga sphere na nagbubuklod sa lens. Ang mga radii na ito ay tinatawag radii ng curvature ibabaw ng lens.



Mga geometric na katangian ng mga lente

  • Para sa isang spherical surface na convex na nauugnay sa pangunahing eroplano ng lens, ang radius ng curvature ay itinuturing na positibo.

  • Para sa isang spherical surface concave na nauugnay sa pangunahing eroplano ng lens, ang radius ng curvature ay itinuturing na negatibo.



Mga uri ng lens

Batay sa hugis ng mga nakagapos na spherical na ibabaw, anim na uri ng mga lente ang nakikilala:


Hitsura ng mga pangunahing uri ng mga lente



Gawain 1: Buuin ang landas ng mga sinag sa isang prisma at gumawa ng konklusyon tungkol sa likas na katangian ng pagpapalihis ng mga sinag.



Gawain 2: Buuin ang landas ng mga sinag sa prisma at gumawa ng konklusyon tungkol sa likas na katangian ng pagpapalihis ng mga sinag.



Lens bilang isang set ng prisms

Repraksyon ng isang diverging lens (n21 > 1) ng mga ray na kahanay sa pangunahing optical axis: ang pangunahing pokus ng diverging lens


Repraksyon ng parallel light rays sa spherical surface

  • Ang kurso ng parallel rays 1, 2, 3 pagkatapos na dumaan sa sistema ng prisms sa isang naibigay na halaga ng relative refractive index ng prism substance ay depende sa lokasyon ng prisms.

  • Ang mga sinag pagkatapos ng repraksyon ay maaaring maglakbay sa isang nagtatagpo na sinag at bumalandra sa pangunahing optical axis sa isang punto F, o diverging, at pagkatapos ay ang pangunahing optical axis ay tinawid ng mga extension ng refracted rays.

  • Ang punto sa pangunahing optical axis kung saan ang mga refracted ray (o ang kanilang mga extension) na insidente sa lens na kahanay sa pangunahing optical axis nito ay nagsalubong ay tinatawag na pangunahing focus ng lens. Ang pangunahing foci ay matatagpuan simetriko sa eroplano ng lens (sa isang homogenous na daluyan)



Nagtatrabaho sa modelo "Lens focal length"

  • Ang konsepto ng lens focus, parehong pangunahin at pangalawa, ay inilalarawan.

  • Ang pag-asa ng focal length at optical power ng lens sa radii ng curvature ng mga ibabaw at ang ratio ng optical density ng lens substance at medium substance ay inilalarawan.



Focal length at optical power ng lens



Relasyon sa pagitan ng focal length at radius ng curvature ng collecting lens ( n 21 > 1)



Focal length ng lens

Pagkolekta ng mga lente


Sa isyu ng focal length

  • Kapag n21 = 1 (kapag ang lens ay nasa medium na may absolute refractive index n1 katumbas ng absolute refractive index ng lens material n2), ang isang lens ng anumang uri ay hindi nagre-refract: (n21 – 1) = 0, kaya D = 0.

  • Kung mayroong iba't ibang media sa magkaibang panig ng lens, kung gayon ang focal length sa kaliwa at kanan ay hindi pareho.

  • Sa pangkalahatan, hindi maaaring hatulan ng isang tao ang likas na katangian ng repraksyon ng magkatulad na mga sinag ng isang lens batay lamang sa hitsura (uri ng lens); ang ratio ng mga refractive na indeks ng sangkap ng lens at ang daluyan ay dapat isaalang-alang, samakatuwid ito ay lalong kanais-nais gumamit ng mga simbolo ng lens.



Landas ng parallel rays

Ang insidente ng ray sa isang collecting lens na kahanay sa pangalawang optical axis ay dumadaan sa likurang pangalawang focus ng lens pagkatapos ng repraksyon.


Mga katangiang punto, linya, eroplano ng nagtatagpo at diverging na mga lente

Mga puntos O 1 at O 2 - mga sentro ng spherical na ibabaw,

O 1O 2 - pangunahing optical axis,

O- optical center,

F- pangunahing pokus F"- side focus

NG"- pangalawang optical axis,

Ф - focal plane.


Mga disadvantages ng lens (aberrations)

Mga geometric na aberration

Spherical aberration

Pagkaligaw ng diffraction


Mga disadvantages ng mga lente

  • geometric (spherical aberration, coma, astigmatism, image field curvature, distortion),

  • chromatic,

  • diffraction aberration.



Spherical aberration

Ang spherical aberration ay isang pagbaluktot ng imahe sa mga optical system dahil sa katotohanan na ang isang converging lens ay nakatuon sa mga light ray na malayo sa pangunahing optical axis na mas malapit sa lens kaysa sa mga ray na malapit sa pangunahing optical axis (paraxial), at ang isang diverging lens ay kabaligtaran. Ang imahe na nilikha ng isang malawak na sinag ng mga sinag na na-refracte ng lens ay lumalabas na malabo.



Chromatic aberration

Ang pagbaluktot ng imahe dahil sa katotohanan na ang mga light ray ng iba't ibang mga wavelength ay nakolekta pagkatapos na dumaan sa isang lens sa iba't ibang distansya mula dito ay tinatawag na chromatic aberration; Bilang resulta, kapag gumagamit ng hindi monochromatic na ilaw, ang imahe ay malabo at ang mga gilid nito ay may kulay.


Mga sanhi ng chromatic aberration

Ang Chromatic aberration ay nangyayari dahil sa pagpapakalat ng puting liwanag sa materyal ng lens. Ang mga pulang sinag, na mas mahina ang refracted, ay nakatutok pa mula sa lens. Ang asul at violet, na mas malakas na na-refracted, ay nakatutok nang mas malapit.


Pagkaligaw ng diffraction

  • Ang diffraction aberration ay sanhi ng mga katangian ng alon ng liwanag.

  • Ang imahe ng isang punto na nagpapalabas ng monochromatic na liwanag, na ibinigay kahit na sa pamamagitan ng isang perpektong (nang walang anumang pagbaluktot) na layunin (lens), ay hindi nakikita ng mata bilang isang punto, dahil dahil sa diffraction ng liwanag ito ay talagang bilog isang liwanag na lugar panghuling diameter d, napapaligiran ng ilang salit-salit na madilim at maliwanag na mga singsing (ang tinatawag na diffraction spot, Airy spot, Airy disk).



Iba pang mga uri ng geometric aberration

Ang astigmatism ay isang pagbaluktot ng imahe ng isang optical system na nauugnay sa heterogeneity ng substance. Ang repraksyon ng mga sinag sa iba't ibang mga seksyon ng isang dumadaan na sinag ay hindi pareho.

Curvature ng field ng imahe dahil sa matalas na imahe patag na bagay matatagpuan sa isang hubog na ibabaw.

Ang pagbaluktot ay ang kurbada ng imahe sa mga optical system dahil sa hindi pantay na paglaki ng mga bagay sa pamamagitan ng lens mula sa gitna nito hanggang sa mga gilid. Sa kasong ito, hindi apektado ang sharpness ng imahe.

Ang coma ay isang aberration kung saan ang imahe ng isang punto na ibinigay ng system sa kabuuan ay nagkakaroon ng anyo ng isang asymmetric scattering spot dahil sa katotohanan na ang bawat seksyon ng optical system na inalis mula sa axis nito sa layo na d (ring zone) ay nagbibigay isang imahe ng isang maliwanag na punto sa anyo ng isang singsing, ang radius kung saan mas marami, mas marami d.



Mga paraan upang maalis ang mga kakulangan sa lens

  • Ang mga modernong optical na aparato ay hindi gumagamit ng mga manipis na lente, ngunit ang mga kumplikadong multi-lens na sistema ng pagkolekta at pag-iiba ng mga lente, kung saan posible na humigit-kumulang na maalis ang iba't ibang mga aberration, pati na rin ang aperture ng mga light beam.



Imaging sa manipis na lente

Optical imaging

Ang kurso ng mga katangian na sinag

Mga partikular na kaso ng pagtatayo sa mga lente

Mga paghahambing na katangian ng mga imahe sa converging at diverging lens


Optical na imahe

    Ang isang optical na imahe ay isang larawan na nakuha bilang isang resulta ng pagkilos ng isang lens o optical system sa mga sinag na nagpapalaganap mula sa isang bagay, at muling paggawa ng mga contour at mga detalye ng bagay na ito. Dahil ang isang bagay ay isang koleksyon ng mga puntong kumikinang na may sarili nitong o masasalamin na liwanag, ang kumpletong imahe nito ay binubuo ng mga larawan ng lahat ng mga puntong ito.

    Mayroong tunay at haka-haka na mga imahe. Kung ang isang sinag ng mga sinag ng liwanag na nagmumula sa anumang punto A ng isang bagay, bilang isang resulta ng mga pagmuni-muni o repraksyon, ay nagtatagpo sa isang punto A1, kung gayon ang A1 ay tinatawag na isang tunay na imahe ng punto A. Kung sa puntong A1 ito ay hindi ang mga sinag mismo na bumalandra, ngunit ang kanilang mga extension ay iginuhit sa gilid , kabaligtaran sa direksyon ng pagpapalaganap ng liwanag, kung gayon ang A1 ay tinatawag na virtual na imahe ng punto A.



Pagbuo ng imahe sa mga lente

  • Kino-convert ng converging lens ang isang diverging spherical wavefront mula sa isang point source patungo sa isang converging wavefront sa isang punto sa likod ng lens kung d > F;

  • Sa d - diverging spherical wave front mula sa isang point source papunta sa diverging spherical wave front, na parang nagpapalaganap mula sa isang haka-haka na point source;

  • Sa d = F– isang diverging spherical wave na ibinubuga ng isang point source sa isang plane refracted wave.

  • Ang isang diverging lens, bilang isang resulta ng repraksyon, ay nagko-convert ng mga light beam na insidente dito sa mga divergent.



Ilustrasyon ng pagbabago ng wavefront sa pamamagitan ng mga lente



Upang matukoy ang posisyon ng imahe A1 ng maliwanag na punto A, sapat na kumuha ng dalawang sinag, ang landas na kung saan ay pinakamadaling itayo. Mayroong ilang mga tulad na sinag.

Converging lens


Mga katangiang sinag

Pangunahing sinag para sa isang collecting lens


Mga katangian ng mga larawan sa mga lente



1. Makipagtulungan sa mga interactive na modelo ng kursong “Physics, 7-11 grades. Library ng mga visual aid." 1C: Paaralan.

Komentaryo sa pagtatrabaho sa mga interactive na modelo

"Pagbuo ng isang imahe ng isang punto sa isang collecting lens"

Sinusuri ang pagkumpleto ng gawain sa pananaliksik

"Pagbuo ng isang imahe ng isang punto sa isang diverging lens"



2. Makipagtulungan sa mga interactive na modelo ng kursong “Physics, 7-11 grades. Library ng mga visual aid." 1C: Paaralan.

Sinusuri ang pagkumpleto ng gawain sa pananaliksik

"Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow sa isang collecting lens"

Sinusuri ang pagkumpleto ng gawain sa pananaliksik

"Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow sa isang diverging lens"



3. Makipagtulungan sa mga interactive na modelo ng kursong “Physics, 7-11 grades. Library ng mga visual aid." 1C: Paaralan.

Pagbubuo ng isang imahe ng isang parisukat sa isang converging lens

Sinusuri ang pagkumpleto ng gawain sa pananaliksik

"Pagbuo ng isang imahe ng isang parisukat sa isang converging lens"

Sinusuri ang pagkumpleto ng gawain sa pananaliksik

"Pagbuo ng isang imahe ng isang parisukat sa isang diverging lens"


tala

  • Kung ang isang pinahabang bagay ay matatagpuan patayo sa pangunahing optical axis ng isang manipis na lens, hawakan ito, kung gayon ang imahe nito ay magiging patayo dito, dahil ang lahat ng mga punto ng bagay ay katumbas ng distansya mula sa eroplano ng lens; Ito ay sapat na upang mahanap sa pamamagitan ng pagtatayo ang posisyon ng imahe ng tuktok na punto ng bagay, at pagkatapos ay ibaba ang patayo sa pangunahing optical axis.

  • Palaging inilalarawan ng lens ang isang tuwid na linya bilang isang tuwid na linya; binabaluktot nito ang mga imahe ng mga spatial na bagay: ang mga anggulo sa espasyo ng mga bagay at mga imahe ay magkaiba.



Takdang-aralin: obserbahan kung paano nagbabago ang mga katangian ng imahe habang lumalapit ang isang bagay mula sa infinity hanggang sa eroplano ng collecting lens kasama ang pangunahing optical axis. Suriin kung anong mga distansya ng isang bagay mula sa isang manipis na collecting lens ang imahe nito ay nagiging: a) totoo; b) pinalaki; c) baligtad. Punan ang talahanayan.



Takdang-aralin: obserbahan kung paano nagbabago ang mga katangian ng imahe kapag ang isang bagay ay lumalapit mula sa infinity hanggang sa eroplano ng collecting lens kasama ang pangunahing optical axis at punan ang talahanayan. Ipahiwatig ang mga pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng mga imahe ng isang bagay sa isang converging at diverging lens.



Pagkagumon f(d)

Pagdepende ng distansya sa imahe sa distansya sa pagitan ng bagay at ng pagkolekta ng lens


Pag-asa G (d) para sa converging at diverging lens

Depende sa transverse magnification sa distansya sa pagitan ng bagay at ng collecting lens


Mga partikular na kaso ng pagtatayo sa manipis na mga lente



Pagbuo ng isang imahe ng isang linear na bagay na matatagpuan pahilig sa pangunahing optical axis



Pagbuo ng isang imahe ng isang point object na matatagpuan sa pangunahing optical axis ng isang collecting lens



Pagbuo ng landas ng isang refracted ray

sa isang collecting lens


Pagbuo ng landas ng isang sinag ng insidente

sa isang collecting lens


Graphical na kahulugan ng lens foci



Magandang tandaan

  • Kung ang mga sukat ng bagay ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng lens, kung gayon ang pagtatayo ay maaaring gawin sa karaniwang paraan sa pamamagitan ng pagpapalawak ng eroplano ng lens. Ang imahe ng isang punto sa isang bagay ay tinutukoy ng isang sinag ng mga sinag na umuusbong mula sa puntong ito at nililimitahan ng mga sukat ng lens.

  • Kung ang bagay ay bahagyang nabakuran mula sa lens ng isang opaque na screen, kung gayon ang pagtatayo ay maaaring isagawa sa karaniwang paraan nang hindi isinasaalang-alang ang balakid, pagkatapos nito ay kinakailangan upang ihiwalay ang sinag ng mga sinag na nahuhulog sa lens. at bumuo ng imahe. Tandaan: sa ilang mga posisyon ng balakid, ang isang imahe ay hindi nakuha sa lahat o isang imahe ng bahagi lamang ng bagay ay nakuha.

  • Ang "bilang" ng mga sinag na dumadaan sa lens ay tumutukoy sa liwanag ng imahe: ang imahe ay higit pa o hindi gaanong matindi, ngunit hindi nagbabago ang hugis o lokasyon nito.



tala

1. Maaari mong makilala ang isang converging lens mula sa isang diverging lens tulad ng sumusunod:

a) nagbibigay ng converging lens sa screen tunay na imahe, mula sa isang diverging lens sa screen maaari kang makakuha ng isang bilog na anino na naka-frame ng isang light ring.

b) sa pamamagitan ng isang converging lens sa mata maaari mong makita ang isang haka-haka na direktang pinalaki na imahe ng mga bagay, halimbawa mga titik sa isang libro, at sa pamamagitan ng isang diverging lens - isang pinababa.

2. Ang pinakamadaling paraan upang matukoy ang focal length ng isang converging lens ay ang pagkuha ng larawan ng isang malayong bagay sa screen:

a) kailan d = ∞ f = F.

b) Kung sa screen ang isang converging lens ay gumagawa ng isang imahe na katumbas ng laki sa bagay, kung gayon d = f = 2F, saan



Pagpipigil sa sarili na gawain

Kumpletuhin ang gawain na "Mga Problema sa Konstruksyon ng Interactive Lens"


Mga interactive na gawain sa pagbuo ng mga larawan sa mga lente



Mga problema upang malutas nang nakapag-iisa

Gawain Blg. 1

Gawain Blg. 2

Gawain Blg. 3

Gawain Blg. 4

Problema #5

Problema #6

Problema Blg. 7.1

Problema Blg. 7.2

Problema Blg. 7.3

Problema Blg. 8


Kapag nilulutas ang mga problema na kinasasangkutan ng konstruksiyon sa parallel rays, kapaki-pakinabang na tandaan:

  • isang puntong bagay at ang imahe nito ay nasa parehong optical axis; ito ay nagbibigay-daan sa amin upang mahanap ang posisyon ng optical center ng lens sa pamamagitan ng konstruksiyon;

  • ang pangunahing optical axis ay patayo sa eroplano ng lens;

  • ang bagay at ang virtual na imahe nito ay matatagpuan sa isang gilid ng lens plane, ang bagay at ang tunay na imahe nito ay nasa magkabilang panig.

  • ang bagay at ang patayong imahe nito ay laging matatagpuan sa isang bahagi ng pangunahing optical axis ng lens, ang bagay at ang nakabaligtad na imahe nito ay nasa magkabilang panig. Ang mga direktang larawan ay palaging virtual.

  • Ang mga tunay na imahe ay ginawa lamang ng isang converging lens, ang mga haka-haka na imahe ay ginawa ng parehong converging at diverging lens. Sa isang converging lens ang virtual na imahe ay palaging pinalaki, sa isang diverging lens ito ay nababawasan.



Gawain Blg. 1 Bumuo ng isang imahe ng isang bagay na matatagpuan sa pangunahing optical axis ng isang collecting lens.



Gawain Blg. 2 Bumuo ng isang imahe ng isang bagay na matatagpuan sa pagitan ng focus at ng optical center ng isang converging lens.



Gawain Blg. 3 Bumuo ng isang imahe ng isang bagay na matatagpuan sa itaas ng pangunahing optical axis ng isang collecting lens sa itaas ng focus.



Gawain Blg. 4 Bumuo ng isang imahe ng isang hilig na bagay sa isang diverging lens.



Problema No. 5 Ang landas ng beam 1 sa isang collecting lens ay kilala. Hanapin ang landas ng ray 2 sa pamamagitan ng pagtatayo.



Problema Blg. 6 Ang landas ng beam 1 sa isang diverging lens ay kilala. Hanapin ang landas ng ray 2 sa pamamagitan ng pagtatayo.



Gawain Blg. 7.1 Ang pigura ay nagpapakita ng pinagmumulan ng liwanag S at ang kanyang imahe S TUNGKOL SA 1TUNGKOL SA



Gawain Blg. 7.2 Ang pigura ay nagpapakita ng pinagmumulan ng liwanag S at ang kanyang imahe S', pati na rin ang pangunahing optical axis TUNGKOL SA 1TUNGKOL SA 2. Hanapin sa pamamagitan ng pagtatayo ang optical center ng lens at ang posisyon ng pangunahing foci nito.



Gawain Blg. 7.3 Ang pigura ay nagpapakita ng pinagmumulan ng liwanag S at ang kanyang imahe S', pati na rin ang pangunahing optical axis TUNGKOL SA 1TUNGKOL SA 2. Hanapin sa pamamagitan ng pagtatayo ang optical center ng lens at ang posisyon ng pangunahing foci nito.



Problema No. 8 AB ay isang bagay, A’B’ ang imahe nito sa lens. Sa pamamagitan ng pagtatayo, hanapin ang optical center ng lens, ang posisyon ng pangunahing optical axis nito at ang pangunahing foci.



Mga gawain sa kontrol sa pagsubok

Ehersisyo 1

Gawain 2

Gawain 3

Gawain 4

Gawain 5

Gawain 6

Gawain 7


Ehersisyo 1

  • salamin ( n= 1.51) isang convex-concave lens, na ang kapal sa gitna ay mas malaki kaysa sa mga gilid, ay sunud-sunod na inilalagay sa iba't ibang kapaligiran: sa hangin ( n= 1.0), sa tubig ( n= 1.33), sa ethyl alcohol ( n= 1.36), sa carbon disulfide ( n= 1.63). Alin sa mga media na ito ang magiging divergent ng lens?

1. Wala

2. Sa ethyl alcohol

3. Sa tubig lamang

4. Tanging sa carbon disulfide

5. Walang sapat na datos na masasagot


Gawain 2

Ang isang sinag ng liwanag ay bumabagsak sa isang collecting lens na kahanay sa optical axis. Pagkatapos dumaan sa lens, ang sinag ay maglalakbay sa linya:


Gawain 3

Converging lens L bumubuo ng isang imahe ng isang bagay S


Gawain 4

diverging lens L bumubuo ng isang imahe ng isang bagay S. Piliin ang tamang lokasyon at laki ng larawan.


Gawain 5

Gamit ang isang lens, ang isang baligtad na imahe ng apoy ng kandila ay nakuha sa screen. Paano magbabago ang laki ng imahe kung ang bahagi ng lens ay natatakpan ng isang sheet ng papel?


Gawain 6

Ipinapakita ng figure ang lokasyon ng isang converging lens at tatlong bagay sa harap nito. Ang imahe ng alin sa mga bagay na ito ay magiging totoo, pinalaki at baligtad?


Gawain 7

Ang isang bagay ay inilalapit mula sa infinity hanggang sa front focus point F 1 converging lens. Paano nagbabago ang laki ng imahe? H at ang distansya mula sa lens hanggang sa imahe f? Ang focal length ng lens ay F.


Interactive na takdang-aralin



Takdang aralin

    Paggawa gamit ang CD "Physics, 10-11 grades. Paghahanda para sa Pinag-isang Pagsusulit ng Estado": seksyong "Geometric Optics", gawain 38 "Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow na patayo sa optical axis sa isang converging lens at mga katangian ng imahe", gawain 39 "Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow na patayo sa optical axis sa isang diverging lens at mga katangian ng imahe", gawain 48 (gumawa ng guhit para sa problema, ilipat ang drawing sa isang notebook).



Mga resulta

  • .

  • .



Mga mapagkukunan ng impormasyon na ginamit

  • Physics, 7-11 grades. Library ng mga visual aid. 1C: Paaralan

  • Physics, 10-11 grades. Paghahanda para sa Unified State Exam. 1C: Paaralan

  • Buksan ang Physics 2.6. Physicon

  • Mga aklat-aralin sa pisika para sa grade 11, na-edit ni A. A. Pinsky, O. F. Kabardin at V. A. Kasyanov at iba pa.



Nagtatrabaho sa modelo "Lens focal length"(converging lens)

1. Ang pag-asa ng focal length at optical power ng lens sa radii ng curvature ng mga ibabaw at ang ratio ng optical density ng lens substance at medium substance ay inilalarawan.


Paggawa gamit ang modelo ng Lens Focal Length (diverging lens)

1. Ang pag-asa ng focal length at optical power ng lens sa radii ng curvature ng mga ibabaw at ang ratio ng optical density ng mga substance ng lens at ang substance ng medium ay inilalarawan.


Ang kalikasan at posisyon ng imahe ng isang pinahabang bagay depende sa posisyon ng bagay na ito na may kaugnayan sa kinokolektang lens



Ang kalikasan at posisyon ng imahe ng isang pinahabang bagay depende sa posisyon ng bagay na ito na may kaugnayan sa kinokolektang lens

  • Ang isang converging lens ay gumagawa ng parehong tunay at virtual na mga imahe, parehong patayo at baligtad, parehong pinaliit at pinalaki.

  • Habang papalapit ang bagay sa lens, tumataas ang laki ng imahe, lumilipat ang imahe mula sa lens patungo sa infinity sa d = F. Sa d habang papalapit ka sa optical center, isang virtual na imahe na nagbabago sa laki ay nakuha.

  • Ipinapakita ng pagtatabing ang mga lugar ng pagkakaroon ng imahe: sa kanan - tunay, sa kaliwa - haka-haka.



Ang kalikasan at posisyon ng imahe ng isang pinalawak na bagay depende sa posisyon ng bagay na ito na may kaugnayan sa diverging lens



Ang kalikasan at posisyon ng imahe ng isang pinalawak na bagay depende sa posisyon ng bagay na ito na may kaugnayan sa diverging lens

  • Ang isang diverging lens ay gumagawa lamang ng haka-haka na direktang pinababang mga imahe.

  • Habang lumalapit ang bagay sa diverging lens, tumataas ang laki ng imahe, at lumalapit ang imahe sa optical center ng lens. Sa d = F May isang imahe sa diverging lens.

  • Ipinapakita ng shading ang rehiyon ng pagkakaroon ng mga virtual na imahe sa isang diverging lens.



Pagbuo ng imahe ng isang punto sa isang collecting lens



Pagbuo ng imahe ng isang punto sa isang diverging lens



Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow sa isang converging lens

  • Ang imahe ng isang pinahabang bagay ay binubuo ng mga larawan ng mga indibidwal na punto ng bagay na ito.



Pagbuo ng isang imahe ng isang arrow sa isang diverging lens



Mga larawan:

1. Real - iyong mga larawang nakukuha natin bilang resulta ng intersection ng mga sinag na dumadaan sa lens. Ang mga ito ay nakuha sa isang pagkolekta ng lens;

2. Imaginary - mga imahe na nabuo sa pamamagitan ng diverging beams, ang mga sinag na kung saan ay hindi aktwal na bumalandra sa isa't isa, ngunit ang kanilang mga extension na iginuhit sa tapat na direksyon ay bumalandra.

Ang isang converging lens ay maaaring lumikha ng parehong tunay at virtual na imahe.

Ang isang diverging lens ay lumilikha lamang ng isang virtual na imahe.

Converging lens

Upang makabuo ng isang imahe ng isang bagay, kailangan mong mag-shoot ng dalawang ray. Ang unang sinag ay dumadaan mula sa tuktok na punto ng bagay na kahanay sa pangunahing optical axis. Sa lens, ang sinag ay na-refracted at dumadaan sa focal point. Ang pangalawang sinag ay dapat na nakadirekta mula sa tuktok na punto ng bagay sa pamamagitan ng optical center ng lens; ito ay dadaan nang walang repraksyon. Sa intersection ng dalawang ray inilalagay namin ang point A'. Ito ang magiging imahe ng tuktok na punto ng bagay.

Bilang resulta ng pagtatayo, ang isang nabawasan, baligtad, totoong imahe ay nakuha (tingnan ang Fig. 1).

kanin. 1. Kung ang paksa ay nasa likod ng dobleng pokus

Upang bumuo, kailangan mong gumamit ng dalawang beam. Ang unang sinag ay dumadaan mula sa tuktok na punto ng bagay na kahanay sa pangunahing optical axis. Sa lens, ang sinag ay na-refracted at dumadaan sa focal point. Ang pangalawang sinag ay dapat na nakadirekta mula sa tuktok na punto ng bagay sa pamamagitan ng optical center ng lens; ito ay dadaan sa lens nang hindi na-refract. Sa intersection ng dalawang ray inilalagay namin ang point A'. Ito ang magiging imahe ng tuktok na punto ng bagay.

Ang imahe ng mas mababang punto ng bagay ay itinayo sa parehong paraan.

Bilang resulta ng pagtatayo, ang isang imahe ay nakuha na ang taas ay tumutugma sa taas ng bagay. Ang imahe ay baligtad at totoo (Larawan 2).

kanin. 2. Kung ang paksa ay matatagpuan sa double focus point

Upang bumuo, kailangan mong gumamit ng dalawang beam. Ang unang sinag ay dumadaan mula sa tuktok na punto ng bagay na kahanay sa pangunahing optical axis. Sa lens, ang sinag ay na-refracted at dumadaan sa focal point. Ang pangalawang sinag ay dapat na nakadirekta mula sa tuktok na punto ng bagay sa pamamagitan ng optical center ng lens. Dumadaan ito sa lens nang hindi nare-refract. Sa intersection ng dalawang ray inilalagay namin ang point A'. Ito ang magiging imahe ng tuktok na punto ng bagay.

Ang imahe ng mas mababang punto ng bagay ay itinayo sa parehong paraan.

Ang resulta ng konstruksiyon ay isang pinalaki, baligtad, totoong imahe (tingnan ang Fig. 3).

kanin. 3. Kung ang bagay ay matatagpuan sa espasyo sa pagitan ng focus at double focus

Ito ay kung paano gumagana ang projection apparatus. Ang frame ng pelikula ay matatagpuan malapit sa focus, na nagreresulta sa mataas na paglaki.

Konklusyon: Habang papalapit ang bagay sa lens, nagbabago ang laki ng imahe.

Kapag ang isang bagay ay matatagpuan malayo sa lens, ang imahe ay nababawasan. Habang papalapit ang bagay, lumalaki ang imahe. Ang imahe ay magiging maximum kapag ang bagay ay malapit sa focus ng lens.

Ang item ay hindi lilikha ng anumang larawan (larawan sa infinity). Dahil ang mga sinag na tumatama sa lens ay na-refracted at tumatakbo parallel sa isa't isa (tingnan ang Fig. 4).

kanin. 4. Kung ang bagay ay nasa focal plane

5. Kung ang bagay ay matatagpuan sa pagitan ng lens at focus

Upang bumuo, kailangan mong gumamit ng dalawang beam. Ang unang sinag ay dumadaan mula sa tuktok na punto ng bagay na kahanay sa pangunahing optical axis. Ang sinag ay ire-refract sa lens at dadaan sa focal point. Sa pagdaan sa lens, naghihiwalay ang mga sinag. Samakatuwid, ang imahe ay mabubuo sa parehong panig ng bagay mismo, sa intersection hindi ng mga linya mismo, ngunit ng kanilang mga pagpapatuloy.

Bilang resulta ng pagtatayo, ang isang pinalaki, direkta, virtual na imahe ay nakuha (tingnan ang Fig. 5).

kanin. 5. Kung ang bagay ay matatagpuan sa pagitan ng lens at focus

Ganito ang disenyo ng mikroskopyo.

Konklusyon (tingnan ang Fig. 6):

kanin. 6. Konklusyon

Batay sa talahanayan, maaari kang bumuo ng mga graph ng pagtitiwala ng imahe sa lokasyon ng bagay (tingnan ang Fig. 7).

kanin. 7. Graph ng pagdepende ng imahe sa lokasyon ng bagay

Dagdagan ang graph (tingnan ang Fig. 8).

kanin. 8. Dagdagan ang tsart

Pagbuo ng isang imahe ng isang maliwanag na punto na matatagpuan sa pangunahing optical axis.

Upang bumuo ng isang imahe ng isang punto, kailangan mong kumuha ng isang sinag at idirekta ito nang random sa isang lens. Bumuo ng pangalawang optical axis na parallel sa beam na dumadaan sa optical center. Sa lugar kung saan nangyayari ang intersection ng focal plane at ang pangalawang optical axis, magkakaroon ng pangalawang focus. Ang refracted ray pagkatapos ng lens ay pupunta sa puntong ito. Sa intersection ng beam na may pangunahing optical axis, ang isang imahe ng isang maliwanag na punto ay nakuha (tingnan ang Fig. 9).

kanin. 9. Graph ng imahe ng isang maliwanag na punto

diverging lens

Ang bagay ay inilalagay sa harap ng diverging lens.

Upang bumuo, kailangan mong gumamit ng dalawang beam. Ang unang sinag ay dumadaan mula sa tuktok na punto ng bagay na kahanay sa pangunahing optical axis. Sa lens, ang sinag ay na-refracted sa paraang ang pagpapatuloy ng sinag na ito ay napupunta sa pokus. At ang pangalawang sinag, na dumadaan sa optical center, ay sumasalubong sa pagpapatuloy ng unang sinag sa punto A' - ito ang magiging imahe ng tuktok na punto ng bagay.

Sa parehong paraan, ang isang imahe ng mas mababang punto ng bagay ay itinayo.

Ang resulta ay isang direkta, pinababa, virtual na imahe (tingnan ang Fig. 10).

kanin. 10. Graph ng isang diverging lens

Kapag gumagalaw ang isang bagay na may kaugnayan sa isang diverging lens, isang direkta, nabawasan, virtual na imahe ay palaging nakuha.

    Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 22 ang pinakasimpleng profile ng mga glass lens: flat-convex, biconvex (Fig. 22, b), flat-concave (Larawan 22, V) at biconcave (Larawan 22, G). Ang unang dalawa sa kanila sa ere ay pagkolekta mga lente, at ang pangalawang dalawa - nakakalat. Ang mga pangalan na ito ay dahil sa ang katunayan na sa isang collecting lens ang beam, kapag refracted, ay pinalihis patungo sa optical axis, at sa isang scattering lens, vice versa.

    Ang mga sinag na tumatakbo parallel sa pangunahing optical axis ay pinalihis sa likod ng collecting lens (Larawan 23, A) upang sila ay magtipon sa isang puntong tinatawag focus. Sa isang nakakalat na lens, ang mga sinag na tumatakbo parallel sa pangunahing optical axis ay pinalihis upang ang kanilang mga pagpapatuloy ay nakolekta sa pokus na matatagpuan sa gilid ng mga sinag ng insidente (Fig. 23, b). Distansya sa foci sa isa at sa kabilang panig manipis na lente pareho at hindi nakasalalay sa profile ng kanan at kaliwang ibabaw ng lens.

kanin. 22. Plano-convex ( A), biconvex ( b), flat-concave ( V) at biconcave ( G) mga lente.

kanin. 23. Ang landas ng mga sinag na tumatakbo parallel sa pangunahing optical axis sa pagkolekta ng (a) at diverging (b) na mga lente.

    Ang sinag na dumadaan sa gitna ng lens (Larawan 24, A– converging lens, Fig. 24, b– diverging lens), hindi nagre-refract.

kanin. 24. Landas ng mga sinag na dumadaan sa optical center TUNGKOL SA , sa pagkolekta ng (a) at diverging (b) lens.

    Ang mga sinag na tumatakbo parallel sa isa't isa, ngunit hindi parallel sa pangunahing optical axis, bumalandra sa isang punto (side focus) sa Focal plane, na dumadaan sa focus ng lens na patayo sa pangunahing optical axis (Larawan 25, A– converging lens, Fig. 25, b– diverging lens).


kanin. 25. Landas ng magkatulad na sinag ng mga sinag sa pagkolekta ng (a) at diverging (b) na mga lente.


.

Kapag nagtatayo (Larawan 26) ng isang imahe ng isang punto (halimbawa, ang dulo ng isang arrow) gamit ang isang pagkolekta ng lens, dalawang ray ay inilabas mula sa puntong ito: parallel sa pangunahing optical axis at sa pamamagitan ng gitna. O mga lente.


kanin. 26. Pagbuo ng mga imahe sa isang collecting lens

Depende sa distansya mula sa arrow hanggang sa lens, apat na uri ng mga imahe ang maaaring makuha, ang mga katangian nito ay inilarawan sa Talahanayan 2. Kapag gumagawa ng isang imahe ng isang segment na patayo sa pangunahing optical axis, ang imahe nito ay lumalabas din na isang segment na patayo sa pangunahing optical axis.

Kailan diverging lens ang imahe ng isang bagay ay maaari lamang maging isang uri - haka-haka, nabawasan, direkta. Madali itong ma-verify sa pamamagitan ng paggawa ng mga katulad na konstruksyon ng dulo ng arrow gamit ang dalawang ray (Larawan 27).

talahanayan 2

Distansya

mula sa paksa

sa lens

Katangian

Mga imahe

0 <<

Imaginary, pinalaki, direkta

<< 2

"Mga Lensa. Paggawa ng imahe sa mga lente"

Mga layunin ng aralin:

    Pang-edukasyon: Ipagpatuloy natin ang pag-aaral ng mga light ray at ang kanilang pagpapalaganap, ipakilala ang konsepto ng isang lens, pag-aralan ang aksyon ng converging at scattering lens; turuan kung paano bumuo ng mga imahe na ibinigay ng isang lens.

    Pag-unlad: itaguyod ang pagbuo ng lohikal na pag-iisip, ang kakayahang makita, marinig, mangolekta at maunawaan ang impormasyon, at gumawa ng mga konklusyon nang nakapag-iisa.

    Pang-edukasyon: linangin ang pagkaasikaso, tiyaga at kawastuhan sa trabaho; matutong gumamit ng nakuhang kaalaman upang malutas ang mga praktikal at pang-edukasyon na problema.

Uri ng aralin: pinagsama, kabilang ang pagbuo ng bagong kaalaman, kakayahan, kasanayan, pagsasama-sama at sistematisasyon ng dating nakuhang kaalaman.

Sa panahon ng mga klase

Oras ng pag-aayos(2 minuto):

    pagbati sa mga mag-aaral;

    pagsuri sa kahandaan ng mga mag-aaral para sa aralin;

    pamilyar sa mga layunin ng aralin (ang layunin ng edukasyon ay itinakda bilang isang pangkalahatan, nang hindi pinangalanan ang paksa ng aralin);

    Lumilikha ng isang sikolohikal na kalagayan:

Ang uniberso, nauunawaan,
Alamin ang lahat nang hindi inaalis,
Makikita mo kung ano ang nasa loob sa labas,
Ano ang nasa labas - makikita mo sa loob
Kaya tanggapin mo ito nang hindi lumilingon
Ang malinaw na mga bugtong ng mundo...

I. Goethe

Ang pag-uulit ng naunang pinag-aralan na materyal ay nangyayari sa ilang yugto(26 min):

1. Blitz - survey(ang sagot sa tanong ay maaari lamang oo o hindi; para sa isang mas mahusay na pangkalahatang-ideya ng mga sagot ng mga mag-aaral, maaari kang gumamit ng mga signal card, "oo" - pula, "hindi" - berde, kinakailangan upang linawin ang tamang sagot):

    Naglalakbay ba ang liwanag sa isang homogenous na medium sa isang tuwid na linya? (Oo)

    Ang anggulo ba ng pagmuni-muni ay tinutukoy ng Latin na titik na betta? (Hindi)

    Maaari bang specular o diffuse ang reflection? (Oo)

    Ang anggulo ba ng saklaw ay palaging mas malaki kaysa sa anggulo ng pagmuni-muni? (Hindi)

    Sa hangganan ng dalawang transparent na media, binabago ba ng light beam ang direksyon nito? (Oo)

    Ang anggulo ba ng repraksyon ay palaging mas malaki kaysa sa anggulo ng saklaw? (Hindi)

    Ang bilis ba ng liwanag sa anumang daluyan ay pareho at katumbas ng 3*10 8 m/s? (Hindi)

    Ang bilis ba ng liwanag sa tubig ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag sa isang vacuum? (Oo)

Isaalang-alang ang slide 9: "Pagbuo ng isang imahe sa isang converging lens" ( ), gamit ang buod ng sanggunian, isaalang-alang ang mga sinag na ginamit.

Bumuo ng isang imahe sa isang converging lens sa pisara at ilarawan ito (ginagawa ng isang guro o mag-aaral).

Isaalang-alang ang slide 10: "Pagbuo ng isang imahe sa isang diverging lens" ( ).

Bumuo ng isang imahe sa isang diverging lens sa pisara at ilarawan ito (ginawa ng isang guro o mag-aaral).

5. Sinusuri ang iyong pag-unawa sa bagong materyal at pagsasama-sama nito(19 min):

Gawain ng mag-aaral sa pisara:

Bumuo ng isang imahe ng isang bagay sa isang converging lens:

Nangungunang gawain:

Independiyenteng trabaho na may pagpipilian ng mga gawain.

6. Pagbubuod ng aralin(5 minuto):

    Ano ang natutunan mo sa aralin, ano ang dapat mong bigyang pansin?

    Bakit hindi inirerekomenda na magdilig ng mga halaman mula sa itaas sa isang mainit na araw ng tag-araw?

    Mga marka para sa trabaho sa klase.

7. Takdang-Aralin(2 minuto):

Bumuo ng isang imahe ng isang bagay sa isang diverging lens:

    Kung ang bagay ay nasa likod ng pokus ng lens.

    Kung ang bagay ay nasa pagitan ng focus at lens.

Kalakip sa aralin , , At .