Ang isang tanda ng isang tunay na imahe ng isang bagay ay iyon. Mga larawang ibinigay ng lens

Ang pinakasimpleng instrumento para sa visual na pagmamasid ay isang magnifying glass. Ang magnifying glass ay isang converging lens na may maliit na focal length (F< 10 см). Лупу располагают близко к глазу, а рассматриваемый предмет - в ее фокальной плоскости. Предмет виден через лупу под углом.

saan h- ang laki ng bagay. Kapag tinitingnan ang parehong bagay gamit ang mata, dapat itong ilagay sa layo na d 0 = 25 cm pinakamahusay na pangitain normal na mata. Ang bagay ay makikita sa isang anggulo

Ito ay sumusunod na ang magnification ng magnifying glass ay

Ang isang lens na may focal length na 10 cm ay nagbibigay ng isang magnification ng 2.5 beses. Ang pagpapatakbo ng magnifying glass ay inilalarawan sa Fig. 13.



kanin. 13. Ang pagkilos ng magnifying glass: a - ang bagay ay tinitingnan ng mata mula sa isang distansya ng pinakamahusay na paningin d 0 = 25 cm; b - ang bagay ay tinitingnan sa pamamagitan ng magnifying glass na may focal length F.

Ang isa sa pinakasimpleng optical device ay isang magnifying glass - isang converging lens na idinisenyo upang tingnan ang 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, accommodate 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 mata na tinatanggap hanggang sa kawalang-hanggan, ang mga sinag ng parallel ray ay nakatuon sa retina at nagbibigay ng isang malinaw na imahe ng bagay dito.


Angular magnification

Ang mata ay napakalapit sa lens, kaya ang anggulo ng view ay maaaring kunin bilang isang anggulo ng 2 β , na nabuo sa pamamagitan 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 pinakamainam na paningin (25 cm) mula sa mata at ang anggulo ng view ay 2 γ . Isinasaalang-alang kanang tatsulok na may mga binti 25 cm at F cm at nagsasaad ng kalahati ng paksa Z, pwede tayong magsulat:

,

saan:
2β - anggulo ng view, kapag tiningnan sa pamamagitan ng magnifying glass;
2γ - anggulo ng view, kapag sinusunod sa mata;
F- distansya mula sa bagay hanggang sa magnifying glass;
Z- kalahati ng haba ng bagay na pinag-uusapan.

Isinasaalang-alang na ang maliliit na detalye ay karaniwang tinitingnan 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, ang sumusunod na expression para sa pag-magnify ng magnifying glass ay makukuha:

Samakatuwid, ang magnification ng magnifying glass ay proporsyonal sa, iyon ay, ang optical power nito.

Mikroskopyo

Ang isang mikroskopyo ay ginagamit upang makakuha ng malalaking magnification kapag nagmamasid sa maliliit na bagay. Ang isang pinalaki na imahe ng isang bagay sa isang mikroskopyo ay nakuha gamit ang isang optical system na binubuo ng dalawang short-focus lens - isang layunin O1 at isang eyepiece O2 (Fig. 14). Ang lens ay magbibigay ng isang tunay na inverted magnified na imahe ng paksa. Ang intermediate na imaheng ito ay tinitingnan ng mata sa pamamagitan ng isang eyepiece, ang operasyon 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.



kanin. 14. Landas ng mga sinag sa isang mikroskopyo.

Imaginary na imahe Ang 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 pag-print), maaari mong iikot ang bagay mismo sa harap ng lens. Samakatuwid, ang angular magnification ng mikroskopyo ay itinuturing na isang positibong halaga.

Tulad ng sumusunod mula sa Fig. 14, anggulo ng view φ isang bagay na tinitingnan sa pamamagitan ng isang eyepiece sa maliit na anggulo approximation,

Humigit-kumulang isa ang maaaring ilagay dF 1 at fl, Saan l- ang distansya sa pagitan ng layunin at ang eyepiece ng mikroskopyo ("haba ng tubo"). Kapag tinitingnan ang parehong bagay sa mata

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

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

Sa totoong mikroskopyo, ang layunin at eyepiece ay kumplikado optical system, na nag-alis ng iba't ibang mga aberasyon.

Teleskopyo

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

  • teleskopyo ni Kepler idinisenyo para sa astronomical na mga obserbasyon. Nagbibigay ito ng pinalaki na baligtad na mga larawan ng malalayong bagay at samakatuwid ay hindi maginhawa para sa mga obserbasyon sa lupa.
  • Galileo's spotting scope, na inilaan para sa mga obserbasyon sa terrestrial, na nagbibigay ng pinalaki na direktang mga imahe. Ang eyepiece sa Galilean tube ay isang diverging lens.

Sa fig. 15 ay nagpapakita ng kurso 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 lumabas sa eyepiece sa isang parallel beam. Ang kurso ng mga sinag na ito ay tinatawag na teleskopiko. Sa isang astronomical tube, ang teleskopiko na landas ng mga sinag ay nakakamit sa kondisyon na ang distansya sa pagitan ng layunin at ang eyepiece ay katumbas ng kabuuan ng kanilang mga focal length. l = F 1 + F 2 .

Ang isang spotting scope (teleskopyo) ay karaniwang nailalarawan sa pamamagitan ng isang angular magnification γ . Hindi tulad ng isang mikroskopyo, ang mga bagay na naobserbahan sa pamamagitan ng isang teleskopyo ay palaging inalis mula sa tagamasid. Kung ang isang malayong bagay ay nakikita ng mata sa isang anggulo ψ , at kapag tiningnan sa pamamagitan ng teleskopyo sa isang anggulo φ , kung gayon ang pagtaas ng anggular ay ang ratio

Angular na pagtaas γ , pati na rin ang isang linear na pagtaas Γ , maaari kang magtalaga ng mga plus o minus na palatandaan depende sa kung ang imahe ay patayo o baligtad. Ang angular magnification ng Kepler astronomical tube ay negatibo, habang ang sa terrestrial tube ni Galileo ay positibo.

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



kanin. 15. Telescopic beam path.

Ang mga spherical na salamin ay hindi ginagamit bilang mga lente sa malalaking astronomikal na teleskopyo. Ang ganitong mga teleskopyo ay tinatawag na mga reflector. magandang salamin mas madaling gawin, at 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 telescope ay idinisenyo hindi lamang upang mapataas ang mga angular na distansya sa pagitan ng mga naobserbahang bagay sa kalawakan, kundi pati na rin upang madagdagan ang daloy ng liwanag enerhiya mula sa mahinang maliwanag na mga bagay.

Suriin natin ang scheme at prinsipyo ng pagpapatakbo ng ilang malawak na optical device.

Camera

Ang camera ay isang device, ang pinakamahalagang bahagi nito ay isang collective lens system - isang lens. Sa ordinaryong amateur photography, ang paksa ay matatagpuan sa likod ng dobleng haba ng focal, kaya ang imahe ay nasa pagitan ng focus at doble ang focal length, tunay, nabawasan, baligtad (Larawan 16).



kanin. 16

Ang isang photographic film o photographic plate (pinahiran ng isang light-sensitive na emulsion na naglalaman ng silver bromide) ay inilalagay sa lugar ng imaheng ito, ang lens ay binuksan nang ilang sandali - ang pelikula ay nakalantad. May lalabas na nakatagong larawan dito. Pagpasok sa isang espesyal na solusyon - isang developer, ang "nakalantad" na mga molekula ng silver bromide ay nabubulok, ang bromine ay dinadala sa solusyon, at ang pilak ay inilabas sa anyo ng isang madilim na patong sa mga iluminado na bahagi ng plato o pelikula; ang mas maraming liwanag na tumama sa isang partikular na lugar ng pelikula sa panahon ng pagkakalantad, mas magiging madilim ito. Pagkatapos ng pag-unlad at paghuhugas, ang imahe ay dapat na maayos, kung saan ito ay inilagay sa isang solusyon - isang fixer, kung saan ang hindi nakalantad na pilak na bromide ay natutunaw at dinadala mula sa negatibo. Ito ay lumiliko ang isang imahe ng kung ano ang nasa harap ng lens, na may muling pagsasaayos ng mga shade - ang mga ilaw na bahagi ay naging madilim at kabaligtaran (negatibo).

Upang makakuha ng isang larawan - isang positibong larawan - ito ay kinakailangan upang maipaliwanag ang photographic na papel na pinahiran ng parehong silver bromide sa pamamagitan ng negatibo para sa ilang oras. Matapos ang pagpapakita at pagsasama-sama nito, isang negatibo ang makukuha mula sa negatibo, i.e. isang positibo, kung saan ang liwanag at madilim na mga 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 mga lumang camera ay may isang movable back wall, sa halip na isang photosensitive plate, 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.

Sa mga modernong camera para sa pagtutok, ginagamit ang isang maaaring iurong na lens, na nauugnay sa isang rangefinder. 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 mapataas ang lalim ng field - ang mga distansya sa kahabaan ng pangunahing optical axis kung saan ang mga bagay ay itinatanghal nang husto - ang lens ay naka-aperture, ibig sabihin, ang aperture nito ay nabawasan. Ngunit binabawasan nito ang dami ng liwanag na pumapasok sa apparatus at pinatataas ang kinakailangang oras ng pagkakalantad.

Ang pag-iilaw ng isang imahe kung saan ang lens ang pinagmumulan ng liwanag ay direktang proporsyonal sa lugar ng aperture nito, na, sa turn, 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 d2 / F2, na tinatawag na aperture ratio ng lens. Ang square root ng aperture ratio ay tinatawag na relative aperture at kadalasang ipinahiwatig sa lens sa anyo ng isang inskripsiyon: 1: F: d. Ang mga modernong camera ay nilagyan ng isang bilang ng mga aparato na nagpapadali sa gawain 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 awtomatiko, awtomatiko o semi-awtomatikong pagtutok, atbp.). Laganap ang color photography. Sa proseso ng mastering - isang three-dimensional na litrato.

Mata

mata ng tao mula sa isang optical point of view, ito ay ang parehong camera (Fig. 23). Ang parehong (tunay, binawasan, baligtad) na imahe ay nilikha sa pader sa likod mata - sa photosensitive dilaw na batik, kung saan ang mga espesyal na pagtatapos ay puro optic nerves- cones at rods. Ang kanilang pangangati sa liwanag ay naililipat sa mga nerbiyos sa utak at nagiging sanhi ng pandamdam ng paningin. Ang mata ay may lens - isang lens, isang dayapragm - isang mag-aaral, kahit na isang takip ng lens - isang takipmata. Sa maraming paraan, mas mataas ang mata kaysa sa mga camera ngayon. Ito ay awtomatikong nakatutok - sa pamamagitan ng pagsukat ng kurbada ng lens sa ilalim ng pagkilos ng mga kalamnan ng mata, iyon ay, sa pamamagitan ng pagbabago ng focal length. Awtomatikong diaphragmed - sa pamamagitan ng pagsikip ng pupil kapag lumilipat mula sa isang madilim na silid patungo sa isang maliwanag. Ang mata ay nagbibigay ng isang kulay na imahe, "naaalala" ang mga visual na imahe. Sa pangkalahatan, ang mga biologist at mga manggagamot ay nakarating sa konklusyon na ang mata ay isang bahagi ng utak na inilagay sa paligid.

Ang paningin na may dalawang mata ay nagbibigay-daan sa iyo na makakita ng isang bagay na may iba't ibang partido, ibig sabihin, upang isagawa ang three-dimensional na pangitain. Napatunayan sa eksperimento na kapag ang isang tao ay nakakita ng isang mata, ang larawan mula sa 10 m ay tila flat (sa base - ang distansya sa pagitan ng mga matinding punto ng mag-aaral ay katumbas ng diameter ng mag-aaral). Sa pagtingin sa 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 ang laki ng mga bagay sa pamamagitan ng mata, kung alin at kung gaano kalapit o mas malayo.

Upang madagdagan ang kakayahang ito, kinakailangan upang madagdagan ang base, ginagawa ito sa prismatic binocular at sa iba't ibang uri mga rangefinder (Larawan 17).


kanin. 17

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 parehong oras, sa tulong ng pangitain, nakikita natin ang hanggang 90% ng lahat ng impormasyon). Pangalawa, ang mata ay napapailalim sa maraming sakit, ang pinaka-karaniwan ay myopia - ang mga sinag ay nagtatagpo nang mas malapit sa retina (Fig. 18) at hyperopia - isang matalim na imahe sa likod ng retina (Fig. 19).


Fig.18


kanin. 19

Sa parehong mga kaso, ang isang hindi matalim na imahe ay nilikha sa retina. Makakatulong ang mga optika sa mga karamdamang ito. Sa kaso ng myopia, kinakailangang pumili ng mga baso na may malukong mga lente ng naaangkop na optical power. Sa farsightedness, sa kabaligtaran, ito ay kinakailangan upang matulungan ang mata na dalhin ang mga sinag sa retina, ang mga salamin ay dapat na matambok at gayundin ng naaangkop na optical power.

Lahat ng tatalakayin sa araling ito ay sasakupin ng halimbawa ng manipis na converging lens, dahil ang lens na ito ang pinakakaraniwan.

Tandaan natin ang mga pangunahing punto at linya ng lens. Kasama sa mga puntong ito ang optical center, ang pangunahing optical axis at ang mga focal point ng lens.

Lumiko tayo sa figure (Larawan 1)

kanin. 1. Mga pangunahing punto ng lens

Ang diagram ay nagpapakita na ang converging lens ay matatagpuan patayo sa pangunahing optical axis. Ang intersection ng pangunahing optical axis na may lens (point ) ay ang optical center ng lens, dalawang focus (), dalawang point ng double focus (). Sa kasong ito, isinasaalang-alang namin ang isang lens ng pantay na focus, kapag ang kanan at kaliwang lens ay may parehong focal length.

Sa unang kaso, ang paksa ay nasa layong mas malaki kaysa sa double focus. Ang bagay ay ipinapakita bilang isang arrow.

Dalawang ray ay sapat na upang bumuo ng isang punto. Samakatuwid, piliin ang mga sinag, ang kurso nito ay kilala.

Mula sa isang punto sa lens, idinidirekta namin ang beam parallel sa pangunahing optical axis. Sa pamamagitan ng pag-aari ng lens, ang sinag na ito ay magre-refract at dadaan sa focal point. Ididirekta namin ang pangalawang sinag mula sa isang punto sa pamamagitan ng optical center. Sa pamamagitan ng pag-aari ng mga lente, ang sinag na ito ay dadaan sa lens nang hindi nakakaranas ng repraksyon. Sa intersection ng dalawang ray, nakakakuha kami ng isang imahe ng isang punto (Larawan 2).


kanin. 2. Scheme para sa pagbuo ng imahe ng isang punto

Bumuo tayo ng isang punto sa parehong paraan. Mula sa isang punto na idinidirekta namin ang isang sinag na kahanay sa pangunahing axis hanggang sa lens, ang sinag na ito ay na-refracted at dumadaan sa focus. Ang sinag ay dadaan mula sa punto sa pamamagitan ng optical center. Sa intersection ng mga ray na ito, nakakakuha kami ng isang punto (Larawan 3).


kanin. 3. Scheme para sa pagbuo ng isang imahe ng isang bagay

Pagkonekta sa mga tuldok at makuha namin ang imahe ng bagay.

Dapat tandaan na ang imahe ay baligtad, nabawasan at totoo. Nakikita namin ang isang punto sa ibaba ng optical axis, habang ang bagay mismo ay may isang punto sa itaas ng optical axis.

Ang imahe ay nilikha ng mga sinag na dumadaan sa lens, kaya ang naturang imahe ay tinatawag na tunay.

Isaalang-alang ang sumusunod na pigura.

Ang bagay ay nasa pagitan ng double focus at focus ng lens. Gamitin natin ang parehong mga sinag upang makuha ang imahe ng mga tuldok. Sa pamamagitan ng pagkonekta sa kanila, nakakakuha kami ng isang imahe ng bagay (Larawan 4).

kanin. 4. Scheme para sa pagbuo ng isang imahe kapag ang isang bagay ay nasa pagitan

Kung mas malapit ang ilaw na pinagmumulan o paksa ay nakatutok, nagiging mas malaki ang imahe ng paksa. Ang imahe ng paksa ay nanatiling baligtad, pinalaki at nanatiling wasto.

Sa sumusunod na figure, gagawa kami ng isang imahe ng isang bagay na eksaktong nahulog sa focus o ang focal plane. Ang eroplanong patayo sa pangunahing optical axis at dumadaan sa focus ay tinatawag na focal o focal plane (Larawan 5).

kanin. 5. Scheme para sa pagbuo ng isang imahe ng isang bagay na nahulog sa

Tandaan na kung ang bagay ay matatagpuan sa focal plane, hindi tayo makakakuha ng anumang imahe. Ang mga beam na idinidirekta namin ay magkatulad sa bawat isa, at samakatuwid ay hindi sila magbibigay ng imahe. Sa kasong ito, makikita natin ang isang malabong field sa pamamagitan ng lens.

Isaalang-alang ang kaso kapag ang bagay ay matatagpuan sa pagitan ng focus at lens (Larawan 6).

kanin. 6. Scheme para sa pagbuo ng isang imahe ng isang bagay na mas malapit

Pareho kaming sinag. Mula sa isang punto, ang sinag ay pumapasok sa lens, ay refracted, pumasa sa focus. Ang isang sinag na dumadaan mula sa isang punto sa pamamagitan ng optical center ay hindi na-refracted. Ang dalawang sinag na ito ay magkakaiba, na nangangahulugang hindi sila magsalubong. Ngunit ang kanilang mga pagpapatuloy ay magsalubong. Sila ang magbibigay sa atin ng imahe ng isang tuldok - tuldok.

Sa parehong paraan, gagawa tayo ng isang punto. Ang isang sinag ay dadaan sa pokus, ang pangalawang sinag - sa pamamagitan ng optical center, ang intersection ng mga extension ay magbibigay ng punto B′.

Sa kasong ito, ang imahe ay magiging haka-haka, dahil nakuha ito hindi sa tulong ng mga sinag mismo, ngunit sa tulong ng kanilang mga extension. Ang imahe ay magiging patayo at pinalaki.

Batay sa pag-aari na ito ng mga converging lens, ang naturang aparato bilang isang magnifying glass ay binuo. Sa tulong ng isang magnifying glass, ang pinalaki, haka-haka, direktang mga imahe ay nakuha. Ang magnifying glass ay isang lens na ipinapasok sa isang frame at may malaking curvature. Ang nasabing lens ay may napakaikling focal length, kaya ito ay tinatawag na short focal length. Bilang isang resulta, ang naturang lens ay nagbibigay ng napaka magandang magnification kapag isinasaalang-alang natin ang maliliit na bagay.

Dapat pansinin na maraming mga optical na instrumento, tulad ng isang mikroskopyo, isang teleskopyo, ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga lente. Kasama sa mga ito ang mga diffusing lens.

Sa tulong ng mga lente, hindi ka lamang makakakolekta o makakalat ng mga light ray, ngunit, tulad ng alam mo, maaari ka ring makakuha ng iba't ibang mga imahe ng isang bagay. Sa tulong ng isang converging lens, susubukan naming makakuha ng isang imahe ng isang maliwanag na bombilya o kandila.

Isaalang-alang ang mga pamamaraan para sa pagbuo ng mga imahe. Dalawang ray lamang ang sapat upang makabuo ng isang punto. Samakatuwid, ang dalawang naturang mga sinag ay pinili, ang kurso kung saan ay kilala. Ito ay isang sinag na kahanay sa optical axis ng lens, na, na dumadaan sa lens, ay mag-intersect sa optical axis sa focus. Ang pangalawang sinag ay dumadaan sa gitna ng lens at hindi nagbabago ng direksyon nito.

Alam mo na na sa magkabilang gilid ng lens sa optical axis nito ay ang focus ng lens F. Kung maglalagay ka ng kandila sa pagitan ng lens at ng focus nito, pagkatapos ay sa parehong gilid ng lens kung saan matatagpuan ang kandila, tingnan ang isang pinalaki na imahe ng kandila, ang direktang imahe nito (Larawan 157).

kanin. 157. Direktang imahe ng kandila

Kung ang kandila ay inilagay sa likod ng pokus ng lens, pagkatapos ay ang imahe nito ay mawawala, ngunit sa kabilang panig ng lens, malayo mula dito, isang bagong imahe ang lilitaw. Ang imaheng ito ay palakihin at baligtad na may kaugnayan sa kandila.

Kunin natin ang distansya mula sa pinagmumulan ng liwanag sa lens na mas malaki kaysa sa double focal length ng lens (Larawan 158). Tinutukoy namin ito sa pamamagitan ng letrang d, d > 2F. Ang paglipat ng screen sa likod ng lens, maaari nating makuha dito ang isang tunay, pinaliit at baligtad na imahe ng pinagmumulan ng liwanag (bagay). May kaugnayan sa lens, ang imahe ay nasa pagitan ng focus at dalawang beses sa focal length, i.e.

F< f < 2F.

kanin. 158. Ang imaheng ibinibigay ng isang lens kapag ang distansya mula sa pinagmumulan ng liwanag ay mas malaki kaysa sa dobleng pokus

Ang ganitong imahe ay maaaring makuha gamit ang isang camera.

Kung dadalhin mo ang isang bagay na mas malapit sa lens, pagkatapos ay ang baligtad na imahe nito ay lalayo sa lens, at ang laki ng imahe ay tataas. Kapag ang bagay ay nasa pagitan ng mga punto F at 2F, ibig sabihin, F< d < 2F, его действительное, увеличенное и перевёрнутое изображение будет находиться за двойным фокусным расстоянием линзы (рис. 159)

kanin. 159. Imahe na ibinibigay ng isang lens kapag ang isang bagay ay nasa pagitan ng focus at double focus

Kung ang bagay ay inilagay sa pagitan ng focus at lens, ibig sabihin, d< F, то его изображение на экране не получится. Посмотрев на свечу через линзу, мы увидим haka-haka, direkta At pinalaki na imahe(Larawan 160). Ito ay nasa pagitan ng focus at double focus, i.e.

F< f < 2F.

kanin. 160. Ang imaheng ibinibigay ng isang lens kapag ang isang bagay ay nasa pagitan ng focus at ng lens

Kaya, ang laki at lokasyon ng imahe ng isang bagay sa isang converging lens ay nakasalalay sa posisyon ng bagay na may kaugnayan sa lens.

Depende sa kung gaano kalayo ang bagay mula sa lens, maaari kang makakuha ng alinman sa isang pinalaki na imahe (F< d < 2F), или уменьшенное (d >2F).

Isaalang-alang ang pagbuo ng mga imahe na nakuha gamit ang isang diverging lens.

Dahil ang mga sinag na dumadaan dito ay naghihiwalay, ang divergent na lens ay hindi gumagawa ng tunay na mga imahe.

Ipinapakita ng Figure 161 ang pagbuo ng isang imahe ng isang bagay sa isang diverging lens.

kanin. 161. Pagbuo ng isang imahe sa isang diverging lens

Nagbibigay ang diverging lens nabawasan, haka-haka, direktang imahe, na nasa parehong gilid ng lens bilang bagay. Hindi ito nakasalalay sa posisyon ng bagay na may kaugnayan sa lens.

Mga tanong

  1. Anong pag-aari ng mga lente ang nagpapahintulot sa kanila na malawakang magamit sa mga optical device?
  2. Paano nagbabago ang imahe na ginawa ng isang converging lens?
  3. Gamit ang mga figure 159 at 160, sabihin sa amin kung paano binuo ang imahe ng bagay at ano ang mga katangian ng imaheng ito. Saan ito matatagpuan?
  4. Gamit ang Figure 158, sabihin sa amin sa ilalim ng kung anong mga kondisyon ang nagbibigay ng lens ng pinababa, totoong imahe ng isang bagay,
  5. Bakit wasto ang mga larawan ng mga bagay sa figure 158 at 159?
  6. Magbigay ng mga halimbawa ng paggamit ng mga lente sa mga optical na instrumento.
  7. Bakit ang isang malukong lens ay hindi gumagawa ng isang tunay na imahe?
  8. Gamit ang Figure 161, sabihin kung paano binuo ang isang imahe sa isang diverging lens. Paano ito nangyayari?

Pagsasanay 49

Mga tagubilin para sa ehersisyo 49

Upang matutunan kung paano gumawa ng tama ng isang imahe ng isang bagay na ibinigay ng isang lens at mas kumplikado mga optical device, ang pagguhit ay dapat gawin sa sumusunod na pagkakasunud-sunod:

  1. Gumuhit ng lens at iguhit ang optical axis nito.
  2. Sa magkabilang gilid ng lens, itabi ang mga focal length at dobleng focal length nito (sa drawing ay mayroon silang arbitrary na haba, ngunit pareho sa magkabilang panig ng lens).
  3. Ilarawan ang paksa kung saan ito nakasaad sa gawain.
  4. Iguhit ang landas ng dalawang sinag na nagmumula sa sukdulan ng bagay.
  5. Gamit ang intersection point ng mga sinag na dumaan sa lens (totoo o haka-haka), gumuhit ng imahe ng bagay.
  6. Gumuhit ng konklusyon: anong imahe ang natanggap at kung saan ito matatagpuan.

1. SA patag na salamin W isang arrow na imahe ang naobserbahan SA, ang mata ay nasa punto G.

Anong bahagi ng imahe ng arrow ang nakikita ng mata?
1) ang buong arrow
2) 1/2
3) 1/4
4) hindi nakikita

Sagot:

Solusyon:
Ang figure ay nagpapakita ng isang imahe ng isang arrow C sa isang patag na salamin at minarkahan ang lugar na nakikita ng mata sa salamin mula sa punto G.

Malinaw sa pigura na ang kalahati ng arrow ay nakikita ng mata.

2. Ang isang converging lens ay maaaring magbigay ng...
1) pinalaki lamang ang mga larawan ng mga bagay
2) binawasan lamang ang mga larawan ng mga bagay
3) pinalaki, pinaliit at pantay na mga larawan ng mga bagay
4) binawasan o katumbas lamang ng paksa

Sagot:

Solusyon:
Ang converging lens ay nagbibigay ng pinalaki, pinaliit at pantay na mga imahe ng mga bagay. Kung ang bagay ay higit sa dalawang focal length ang layo mula sa lens, ang imahe ay nababawasan. Kung ang bagay ay nasa layo na katumbas ng dalawang focal length, ang imahe ay katumbas ng bagay. Kung ang bagay ay mas malapit kaysa sa distansyang ito, ang lens ay nagbibigay ng isang pinalaki na imahe.

3. Maaari bang magbigay ang mga lente ng tunay na imahe ng mga bagay?
1) ang mga converging lens lamang ang maaari
2) mga diffusing lens lang ang pwede
3) maaaring converging at diverging lens
4) Walang mga lente ang maaari

Sagot:

Solusyon:
Sa katunayan, ang mga converging lens lamang ang makakapagbigay ng imahe. Upang gawin ito, dapat na alisin ang bagay mula sa lens sa layo na mas malaki kaysa sa focal length. Ang mga divergent lens ay palaging nagbibigay ng isang virtual na imahe.

4. Ipinapakita ng figure ang landas ng mga sinag mula sa isang puntong pinagmumulan ng liwanag. A sa pamamagitan ng manipis na lente.



Ang optical power ng lens ay humigit-kumulang katumbas ng ...

Sagot:diopter

Solusyon:
Ang optical power ng isang lens ay inversely proportional sa focal length:

Tukuyin natin ang focal length. Ang isang sinag na parallel sa pangunahing optical axis, pagkatapos ng repraksyon sa isang manipis na lens, ay dadaan sa pangunahing pokus. Ito ay makikita mula sa figure na tulad ng isang sinag ay tumatawid sa pangunahing optical axis sa layo na 6 na mga cell mula sa lens. Dahil ang sukat ng larawan ay isang gilid ng cell - 1 cm, nakuha namin iyon F\u003d 0.06 m. Samakatuwid, optical power ang lens ay humigit-kumulang

5. Mula sa isang puntong pinagmumulan ng liwanag S na matatagpuan sa pangunahing optical axis ng isang manipis na converging lens sa layo 2F mula rito, dalawang sinag ang kumalat A At b, gaya ng ipinapakita sa larawan.

Matapos ma-refracte ng isang lens, ang mga sinag na ito ay magsa-intersect sa isang punto...

Sagot:

Solusyon:
Ayon sa formula manipis na lente, ang distansya mula sa bagay hanggang sa lens, ang distansya mula sa lens hanggang sa imahe at ang focal length ay nauugnay sa ratio

. Ang pinagmumulan ng liwanag ay matatagpuan sa dalawang beses ang haba ng focal d=2F. Samakatuwid, ang imahe ng source na ito ay matatagpuan din sa dalawang beses ang focal length mula sa lens. Kaya ang mga sinag a At b pagkatapos ng repraksyon ng lens, magtitipon sila sa punto 4.

6. Ang figure ay nagpapakita ng isang eksperimento sa repraksyon ng liwanag sa isang glass plate.

Ang refractive index ng salamin ay katumbas ng ratio...
1)
2)
3)
4)

Sagot:

Solusyon:
Makikita mula sa figure na ang anggulo ng saklaw ay α=70º, at ang anggulo ng repraksyon ay β=40º.

Ayon sa batas ng repraksyon ni Snell, ang refractive index ay nauugnay sa anggulo ng saklaw at anggulo ng repraksyon ng relasyon.

7. Nasaan ang imahe ng kumikinang na tuldok S(tingnan ang figure) na nilikha ng isang manipis na converging lens?

1) sa punto 1
2) sa punto 2
3) sa punto 3
4) sa isang walang katapusang distansya mula sa lens

Sagot:

Solusyon:
Buuin natin ang imahe ng isang punto S sa isang manipis na converging lens.

Ang isang sinag na dumadaan sa optical center ng isang lens ay hindi nagbabago ng direksyon nito. Ang isang sinag na nakadirekta parallel sa pangunahing optical axis, pagkatapos ng repraksyon sa lens, ay dumadaan sa focus. Ito ay makikita mula sa pigura na ang imahe ng punto S ay point 3.

8. Sa isang patag na salamin 3, ang imahe ng arrow C ay sinusunod, ang mata ay nasa punto D. Pagkatapos alin sa mga sumusunod na paggalaw ng arrow na iminungkahi sa ibaba, ang imahe nito sa salamin ay hindi makikita ng mata?

1) ang arrow ay hindi nakikita ng mata pa rin
2) 1 cell sa kanan
3) 1 cell sa kaliwa
4) 1 cell pababa

Sagot:

Solusyon:
Sa figure, ang imahe ng arrow C sa isang patag na salamin ay itinayo at ang lugar na nakikita ng mata sa salamin mula sa punto G.

Sa lahat ng nakalistang opsyon para sa paglipat ng arrow, ang paglipat lamang ng isang cell pababa ay gagawing hindi nakikita ang imahe nito mula sa punto G.

9. Ang isang converging lens na ginagamit bilang isang loupe ay gumagawa ng isang imahe...
1) aktwal na pinalaki
2) haka-haka na nabawasan
3) imaginary magnified
4) tunay na nabawasan