Dấu hiệu nhận biết ảnh thật của vật là vậy. Hình ảnh do ống kính đưa ra

Dụng cụ đơn giản nhất để quan sát bằng mắt thường là kính lúp. Kính lúp là thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ (F< 10 см). Лупу располагают близко к глазу, а рассматриваемый предмет - в ее фокальной плоскости. Предмет виден через лупу под углом.

Ở đâu h- kích thước của đối tượng. Khi quan sát cùng một vật bằng mắt thường, cần đặt vật cách đó một khoảng d 0 = 25 cm. tầm nhìn tốt nhất mắt bình thường. Đối tượng sẽ được nhìn thấy ở một góc

Sau đó độ phóng đại của kính lúp là

Một thấu kính có tiêu cự 10 cm cho độ phóng đại 2,5 lần. Hoạt động của kính lúp được minh họa trong Hình. mười ba.



Cơm. 13. Hoạt động của kính lúp: a - vật nhìn bằng mắt thường từ khoảng nhìn rõ nhất d 0 = 25 cm; b - vật được nhìn qua kính lúp có tiêu cự F.

Một trong những thiết bị quang học đơn giản nhất là kính lúp - một thấu kính hội tụ được thiết kế để xem ảnh phóng đại của các vật thể nhỏ. Thấu kính được đưa lại gần mắt và vật được đặt giữa thấu kính và tiêu điểm chính. Mắt sẽ thấy ảnh ảo và phóng to của vật. Thuận tiện nhất để xem xét một vật qua kính lúp với một mắt hoàn toàn thư giãn, có khả năng thích nghi đến vô cùng. Để làm được điều này, người ta đặt vật vào tiêu diện chính của thấu kính sao cho các tia ló ra khỏi mỗi điểm của vật tạo thành chùm tia song song phía sau thấu kính. Hình bên cho thấy hai chùm tia như vậy đến từ các cạnh của vật thể. Khi chiếu vào mắt có độ sáng đến vô cực, chùm tia song song được hội tụ vào võng mạc và tại đây cho ảnh rõ nét của vật.


Phóng đại góc

Mắt ở rất gần thấu kính nên có thể lấy góc trông bằng 2 góc. β , được tạo thành bởi các tia tới từ các cạnh của vật thể qua quang tâm của thấu kính. Nếu không có kính lúp thì ta phải đặt vật cách mắt bao xa (25 cm) và góc trông rõ nhất là 2 γ . Đang cân nhắc tam giác vuông với chân 25 cm và F cm và biểu thị một nửa chủ đề Z, chúng tôi có thể viết:

,

Ở đâu:
2β - góc nhìn, khi quan sát qua kính lúp;
2γ - góc nhìn, khi quan sát bằng mắt thường;
F- khoảng cách từ vật đến kính lúp;
Z- một nửa chiều dài của đối tượng được đề cập.

Lưu ý rằng các chi tiết nhỏ thường được xem qua kính lúp (và do đó các góc γ β nhỏ), các tiếp tuyến có thể được thay thế bằng các góc. Như vậy, ta sẽ thu được biểu thức sau cho độ phóng đại của kính lúp:

Do đó, độ phóng đại của kính lúp tỷ lệ thuận với công suất quang học của nó.

Kính hiển vi

Kính hiển vi được sử dụng để thu được độ phóng đại lớn khi quan sát các vật nhỏ. Ảnh phóng to của một vật trong kính hiển vi thu được khi sử dụng hệ thống quang học bao gồm hai thấu kính tiêu cự ngắn - vật kính O1 và thị kính O2 (Hình 14). Ống kính sẽ cho hình ảnh phóng đại ngược thực của đối tượng. Hình ảnh trung gian này được mắt quan sát thông qua thị kính, hoạt động tương tự như hoạt động của kính lúp. Thị kính có vị trí sao cho ảnh trung gian nằm trong tiêu diện của nó; trong trường hợp này, các tia từ mỗi điểm của vật truyền sau thị kính thành một chùm song song.



Cơm. 14. Đường đi của tia trong kính hiển vi.

Hình ảnh tưởng tượng Một vật nhìn qua thị kính luôn luôn đặt ngược chiều. Nếu điều này trở nên bất tiện (ví dụ: khi đọc chữ in nhỏ), bạn có thể xoay vật thể trước ống kính. Do đó, độ phóng đại góc của kính hiển vi được coi là một giá trị dương.

Như sau từ Hình. 14, góc nhìn φ một vật được nhìn qua thị kính ở góc gần đúng,

Khoảng một người có thể đặt dF 1 và fl, ở đâu l- khoảng cách giữa vật kính và thị kính của kính hiển vi (“chiều dài ống”). Khi xem cùng một đối tượng bằng mắt thường

Kết quả là, công thức cho độ phóng đại góc γ của kính hiển vi trở thành

Một kính hiển vi tốt có thể phóng đại vài trăm lần. Ở độ phóng đại lớn, hiện tượng nhiễu xạ bắt đầu xuất hiện.

Trong kính hiển vi thực, vật kính và thị kính rất phức tạp hệ thống quang học, giúp loại bỏ các quang sai khác nhau.

Kính thiên văn

Kính thiên văn (phạm vi đốm) được thiết kế để quan sát các vật thể ở xa. Chúng bao gồm hai thấu kính - một thấu kính hội tụ có tiêu cự lớn hướng vào vật thể (vật kính) và một thấu kính có tiêu cự ngắn (thị kính) đối diện với người quan sát. Phạm vi của đốm có hai loại:

  • Kính thiên văn của Keplerđược thiết kế để quan sát thiên văn. Nó cho hình ảnh đảo ngược phóng to của các vật thể ở xa và do đó không thuận tiện cho việc quan sát trên mặt đất.
  • Phạm vi đốm của Galileo, dành cho các quan sát trên mặt đất, cho hình ảnh trực tiếp được phóng to. Thị kính trong ống Galilean là thấu kính phân kì.

Trên hình. 15 cho thấy đường đi của tia trong kính thiên văn. Giả thiết rằng mắt người quan sát có độ tụ ở vô cực nên tia từ mỗi điểm của vật ở xa ra khỏi thị kính thành chùm song song. Quá trình này của tia được gọi là kính thiên văn. Trong một ống thiên văn, đường đi của các tia qua kính thiên văn đạt được với điều kiện khoảng cách giữa vật kính và thị kính bằng tổng tiêu cự của chúng. l = F 1 + F 2 .

Một phạm vi phát hiện (kính thiên văn) thường được đặc trưng bởi độ phóng đại góc γ . Không giống như kính hiển vi, các vật thể được quan sát qua kính thiên văn luôn bị loại bỏ khỏi người quan sát. Nếu một vật ở xa có thể nhìn thấy bằng mắt thường ở một góc ψ , và khi nhìn qua kính thiên văn ở một góc φ , khi đó độ tăng góc là tỷ số

Tăng góc γ , cũng như tăng tuyến tính Γ , bạn có thể gán dấu cộng hoặc dấu trừ tùy thuộc vào hình ảnh được dựng thẳng đứng hay ngược chiều. Độ phóng đại góc của ống thiên văn Kepler là âm, trong khi độ phóng đại của ống trên cạn của Galileo là dương.

Phóng đại góc phạm vi đốmđược thể hiện theo độ dài tiêu cự:



Cơm. 15. Đường đi của chùm tia kính thiên văn.

Gương cầu không được dùng làm thấu kính trong các kính thiên văn lớn. Những kính thiên văn như vậy được gọi là kính phản xạ. gương tốt dễ chế tạo hơn và gương, không giống như thấu kính, không có quang sai màu.

Kính thiên văn lớn nhất thế giới có đường kính gương 6 m được chế tạo ở Nga. Cần lưu ý rằng kính thiên văn lớn được thiết kế không chỉ để tăng khoảng cách góc giữa các vật thể không gian quan sát mà còn để tăng luồng ánh sáng năng lượng từ các vật thể phát sáng mờ.

Chúng ta hãy phân tích sơ đồ và nguyên lý hoạt động của một số thiết bị quang học phổ biến.

Máy ảnh

Máy ảnh là một thiết bị, bộ phận quan trọng nhất trong đó là một hệ thống thấu kính tập thể - ống kính. Trong nhiếp ảnh nghiệp dư thông thường, đối tượng nằm ở phía sau tiêu cự gấp đôi, vì vậy hình ảnh sẽ nằm giữa tiêu điểm và gấp đôi tiêu cự, thực, giảm, ngược (Hình 16).



Cơm. mười sáu

Người ta đặt phim ảnh hoặc tấm ảnh (tráng một lớp nhũ tương nhạy sáng có chứa bạc bromua) vào chỗ ảnh này, một lúc mở thấu kính ra - phim lộ ra ngoài. Một hình ảnh ẩn xuất hiện trên đó. Khi đi vào một dung dịch đặc biệt - một nhà phát triển, các phân tử bạc bromua "tiếp xúc" sẽ bị phân hủy, brom được mang đi vào dung dịch, và bạc được giải phóng dưới dạng một lớp phủ tối trên các phần được chiếu sáng của đĩa hoặc phim; càng nhiều ánh sáng chiếu vào một vùng nhất định của phim trong quá trình phơi sáng, nó sẽ trở nên tối hơn. Sau khi phát triển và rửa, hình ảnh phải được cố định, sau đó nó được đặt trong một dung dịch cố định, trong đó bạc bromua chưa tiếp xúc sẽ hòa tan và được mang ra khỏi âm bản. Nó tạo ra hình ảnh của những gì ở trước ống kính, với sự sắp xếp lại các sắc thái - các phần sáng trở nên tối và ngược lại (âm).

Để có được một bức ảnh - một bức ảnh dương tính - cần phải chiếu vào giấy ảnh có tráng cùng một lớp bạc bromua qua bản âm bản một thời gian. Sau khi biểu hiện và hợp nhất, âm sẽ thu được từ âm, tức là dương, trong đó phần sáng và tối sẽ tương ứng với phần sáng và tối của vật thể.

Để có được hình ảnh chất lượng cao tầm quan trọng lớn có tiêu điểm - kết hợp hình ảnh và phim hoặc tấm. Để làm được điều này, các máy ảnh cũ có một bức tường sau có thể di chuyển được, thay vì một tấm cảm quang, người ta lắp một tấm kính mờ vào; bằng cách di chuyển cái sau, một hình ảnh sắc nét được thiết lập bằng mắt. Sau đó, tấm kính được thay thế bằng một tấm cảm quang và những bức ảnh đã được chụp.

Trong các máy ảnh hiện đại để lấy nét, một ống kính có thể thu vào được sử dụng, kết hợp với máy đo khoảng cách. Trong trường hợp này, tất cả các đại lượng có trong công thức thấu kính không thay đổi, khoảng cách giữa thấu kính và phim thay đổi cho đến khi nó trùng với f. Để tăng độ sâu trường ảnh - khoảng cách dọc theo trục quang học chính mà tại đó các đối tượng được khắc họa sắc nét - ống kính được điều chỉnh khẩu độ, tức là giảm khẩu độ của nó. Nhưng điều này làm giảm lượng ánh sáng đi vào thiết bị và tăng thời gian phơi sáng cần thiết.

Độ chiếu sáng của một hình ảnh mà thấu kính là nguồn sáng tỷ lệ thuận với diện tích khẩu độ của nó, đến lượt nó, tỷ lệ thuận với bình phương đường kính d2. Độ chiếu sáng cũng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ nguồn đến ảnh, trong trường hợp của chúng ta, gần như bình phương tiêu cự F. Vì vậy, độ chiếu sáng tỷ lệ nghịch với phần d2 / F2, được gọi là tỷ số khẩu độ của ống kính. Căn bậc hai của tỷ lệ khẩu độ được gọi là khẩu độ tương đối và thường được biểu thị trên ống kính dưới dạng dòng chữ: 1: F: d. Máy ảnh hiện đại được trang bị một số thiết bị tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của nhiếp ảnh gia và mở rộng khả năng của anh ta (tự động khởi động, một bộ ống kính có độ dài tiêu cự khác nhau, máy đo độ phơi sáng, bao gồm lấy nét tự động, tự động hoặc bán tự động, v.v.). Chụp ảnh màu được phổ biến rộng rãi. Trong quá trình làm chủ - một bức ảnh ba chiều.

Con mắt

mắt người từ quan điểm quang học, nó là cùng một máy ảnh (Hình 23). Hình ảnh giống nhau (thực, thu nhỏ, đảo ngược) được tạo trên bức tường phía sau mắt - trên cảm quang đốm vàng, trong đó các kết thúc đặc biệt tập trung dây thần kinh thị giác- hình nón và hình que. Sự kích thích của chúng với ánh sáng sẽ truyền đến các dây thần kinh trong não và gây ra cảm giác về thị giác. Mắt có thủy tinh thể - thủy tinh thể, màng ngăn - đồng tử, thậm chí có thể bao phủ thủy tinh thể - thể mi. Về nhiều mặt, con mắt ưu việt hơn các máy ảnh ngày nay. Nó được lấy nét tự động - bằng cách đo độ cong của thấu kính dưới tác động của cơ mắt, tức là bằng cách thay đổi độ dài tiêu cự. Tự động có màng ngăn - bằng cách co đồng tử khi di chuyển từ phòng tối sang phòng có ánh sáng. Mắt cho hình ảnh màu, "ghi nhớ" các hình ảnh trực quan. Nhìn chung, các nhà sinh vật học và bác sĩ đã đưa ra kết luận rằng mắt là một bộ phận của não được đặt ở ngoại vi.

Thị lực bằng hai mắt cho phép bạn nhìn thấy một vật thể với các bên khác nhau, tức là để thực hiện tầm nhìn ba chiều. Thực nghiệm đã chứng minh rằng khi người ta nhìn bằng một mắt thì ảnh từ 10 m có vẻ phẳng (ở gốc, khoảng cách giữa các điểm cực viễn của đồng tử bằng đường kính của đồng tử). Nhìn bằng hai mắt ta thấy ảnh phẳng cách 500 m (gốc là khoảng cách giữa các quang tâm của thấu kính), tức là bằng mắt ta có thể xác định được kích thước của vật, vật nào gần hay xa hơn bao nhiêu.

Để tăng khả năng này, cần phải tăng chân đế, điều này được thực hiện trong ống nhòm hình lăng trụ và trong loại khác máy đo khoảng cách (Hình 17).


Cơm. 17

Nhưng, giống như mọi thứ trên đời, ngay cả sự sáng tạo hoàn hảo của thiên nhiên bằng mắt thường cũng không phải là không có sai sót. Thứ nhất, mắt chỉ phản ứng với ánh sáng nhìn thấy (đồng thời, với sự trợ giúp của thị giác, chúng ta nhận thức được tới 90% tất cả thông tin). Thứ hai, mắt là đối tượng của nhiều bệnh, trong đó phổ biến nhất là cận thị - các tia hội tụ gần võng mạc hơn (Hình 18) và viễn thị - hình ảnh sắc nét phía sau võng mạc (Hình 19).


Hình 18


Cơm. mười chín

Trong cả hai trường hợp, một hình ảnh không rõ nét được tạo ra trên võng mạc. Quang học có thể giúp ích cho những căn bệnh này. Trường hợp bị cận thị phải chọn kính có thấu kính lõm có công suất quang học thích hợp. Ngược lại, với tật viễn thị phải giúp mắt đưa được các tia lên võng mạc, kính phải có độ lồi và cũng có công suất quang học thích hợp.

Mọi thứ sẽ được đề cập trong bài học này sẽ được đề cập bằng cách sử dụng ví dụ về thấu kính hội tụ mỏng, vì thấu kính này là phổ biến nhất.

Chúng ta hãy ghi nhớ các điểm chính và đường thẳng của ống kính. Các điểm này bao gồm quang tâm, trục quang chính và các tiêu điểm của thấu kính.

Hãy chuyển sang hình vẽ (Hình 1)

Cơm. 1. Các điểm chính của thấu kính

Sơ đồ cho thấy thấu kính hội tụ nằm vuông góc với trục chính. Giao điểm của quang trục chính với thấu kính (điểm) là quang tâm của thấu kính, hai tiêu điểm (), hai tiêu điểm kép (). Trong trường hợp này, chúng ta coi một thấu kính có tiêu cự bằng nhau, khi thấu kính bên phải và bên trái có cùng tiêu cự.

Trong trường hợp đầu tiên, đối tượng sẽ ở khoảng cách lớn hơn lấy nét gấp đôi. Đối tượng được hiển thị dưới dạng một mũi tên.

Hai tia là đủ để dựng một điểm. Do đó, hãy chọn các tia, quá trình đã biết trước.

Từ một điểm trên thấu kính, ta hướng chùm tia song song với trục chính. Theo tính chất của thấu kính, chùm sáng này sẽ khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Chúng tôi sẽ hướng chùm tia thứ hai từ một điểm qua quang tâm. Theo đặc tính của thấu kính, chùm tia này sẽ đi qua thấu kính mà không bị khúc xạ. Tại giao điểm của hai tia, ta được ảnh của một điểm (Hình 2).


Cơm. 2. Sơ đồ xây dựng hình ảnh của một điểm

Hãy xây dựng một điểm theo cách tương tự. Từ một điểm ta chiếu chùm tia song song với trục chính đến thấu kính, chùm tia này bị khúc xạ và đi qua tiêu điểm. Chùm sáng sẽ truyền từ điểm qua quang tâm. Tại giao điểm của các tia này, ta được một điểm (Hình 3).


Cơm. 3. Đề án xây dựng hình ảnh của một đối tượng

Kết nối các dấu chấm và chúng tôi nhận được hình ảnh của đối tượng.

Cần lưu ý là hình ảnh bị ngược, giảm độ và thật. Chúng ta nhìn thấy một điểm bên dưới trục quang học, trong khi bản thân vật thể có một điểm phía trên trục quang học.

Ảnh tạo bởi tia truyền qua thấu kính nên ảnh như vậy gọi là ảnh thật.

Hãy xem xét hình sau.

Vật nằm giữa tiêu điểm kép và tiêu điểm của thấu kính. Hãy sử dụng các tia tương tự để có được hình ảnh của các chấm. Bằng cách kết nối chúng, chúng ta có được hình ảnh của đối tượng (Hình 4).

Cơm. 4. Lược đồ để xây dựng một hình ảnh khi một đối tượng nằm giữa

Nguồn sáng hoặc chủ thể càng gần tiêu điểm, hình ảnh của chủ thể càng lớn. Hình ảnh của đối tượng vẫn bị đảo ngược, được phóng to và vẫn có giá trị.

Trong hình sau đây, chúng ta sẽ dựng ảnh của một vật đã rơi chính xác vào tiêu điểm hoặc mặt phẳng tiêu điểm. Mặt phẳng vuông góc với quang trục chính và đi qua tiêu điểm được gọi là tiêu điểm hay tiêu diện (Hình 5).

Cơm. 5. Đề án xây dựng hình ảnh của một đối tượng đã rơi vào

Lưu ý rằng nếu đối tượng nằm trong mặt phẳng tiêu điểm, thì chúng ta sẽ không thu được bất kỳ hình ảnh nào. Các chùm tia mà chúng ta định hướng song song với nhau, và do đó chúng sẽ không cho hình ảnh. Trong trường hợp này, chúng ta sẽ quan sát một trường mờ qua thấu kính.

Xét trường hợp vật nằm giữa tiêu điểm và thấu kính (Hình 6).

Cơm. 6. Sơ đồ để xây dựng hình ảnh của một đối tượng gần hơn

Chúng ta có cùng một tia sáng. Từ một điểm, chùm tia đi vào thấu kính, bị khúc xạ, đi qua tiêu điểm. Chùm tia đi từ một điểm qua quang tâm không bị khúc xạ. Hai tia này phân kỳ có nghĩa là chúng sẽ không cắt nhau. Nhưng sự liên tục của chúng sẽ giao nhau. Chính họ sẽ cho chúng ta hình ảnh của một dấu chấm - dấu chấm.

Theo cách tương tự, chúng ta sẽ xây dựng một điểm. Một chùm sẽ đi qua tiêu điểm, chùm thứ hai - qua quang tâm, giao điểm của các phần mở rộng sẽ cho điểm B ′.

Trong trường hợp này, hình ảnh sẽ là hình ảnh tưởng tượng, vì nó được thu thập không nhờ sự trợ giúp của chính các tia sáng, mà với sự trợ giúp của các phần mở rộng của chúng. Hình ảnh sẽ thẳng đứng và phóng to.

Dựa trên đặc tính này của thấu kính hội tụ, một thiết bị như kính lúp được chế tạo. Với sự trợ giúp của kính lúp, sẽ thu được các hình ảnh phóng đại, tưởng tượng, trực tiếp. Kính lúp là một thấu kính được lắp vào khung và có độ cong lớn. Một ống kính như vậy có tiêu cự rất ngắn, đó là lý do tại sao nó được gọi là tiêu cự ngắn. Kết quả là, một ống kính như vậy cho rất độ phóng đại tốt khi chúng ta xem xét các vật thể nhỏ.

Cần lưu ý rằng nhiều dụng cụ quang học, chẳng hạn như kính hiển vi, kính thiên văn, bao gồm một số lượng lớn các thấu kính. Chúng bao gồm các thấu kính khuếch tán.

Với sự trợ giúp của thấu kính, bạn không chỉ có thể thu thập hoặc tán xạ các tia sáng, mà như bạn đã biết, bạn còn có thể thu được nhiều hình ảnh khác nhau của một vật thể. Với sự trợ giúp của thấu kính hội tụ, chúng ta sẽ cố gắng thu được hình ảnh của một bóng đèn hoặc ngọn nến phát sáng.

Xem xét các kỹ thuật xây dựng hình ảnh. Chỉ hai tia là đủ để xây dựng một điểm. Do đó, hai chùm như vậy được chọn, quá trình của chúng đã được biết trước. Đây là chùm tia song song với trục quang học của thấu kính, khi đi qua thấu kính sẽ cắt trục quang học tại tiêu điểm. Chùm sáng thứ hai đi qua tâm thấu kính và không đổi hướng.

Bạn đã biết rằng trên cả hai mặt của thấu kính trên trục quang học của nó là tiêu điểm của thấu kính F. Nếu chúng ta đặt một ngọn nến giữa thấu kính và tiêu điểm của nó, thì trên cùng một phía của thấu kính nơi ngọn nến được đặt, chúng ta sẽ xem hình ảnh phóng to của ngọn nến, hình ảnh trực tiếp của nó (Hình. 157).

Cơm. 157. Hình ảnh trực tiếp của ngọn nến

Nếu ngọn nến được đặt sau tiêu điểm của thấu kính, thì ảnh của nó sẽ biến mất, nhưng ở phía bên kia của thấu kính, cách xa nó, một ảnh mới sẽ xuất hiện. Hình ảnh này sẽ được phóng to và đảo ngược so với ngọn nến.

Chúng ta hãy lấy khoảng cách từ nguồn sáng đến thấu kính lớn hơn tiêu cự gấp đôi của thấu kính (Hình 158). Chúng tôi ký hiệu nó bằng chữ d, d> 2F. Bằng cách di chuyển màn hình ra sau thấu kính, chúng ta có thể thu được hình ảnh thực, thu nhỏ và đảo ngược của nguồn sáng (vật thể). Liên quan đến thấu kính, hình ảnh sẽ nằm giữa tiêu điểm và gấp đôi tiêu cự, tức là

F< f < 2F.

Cơm. 158. Ảnh cho bởi thấu kính khi khoảng cách nguồn sáng lớn hơn tiêu cự gấp đôi.

Một hình ảnh như vậy có thể thu được bằng cách sử dụng máy ảnh.

Nếu bạn đưa một vật lại gần thấu kính, thì ảnh ngược của nó sẽ di chuyển ra khỏi thấu kính, và kích thước của ảnh sẽ tăng lên. Khi vật nằm giữa điểm F và 2F, tức là F< d < 2F, его действительное, увеличенное и перевёрнутое изображение будет находиться за двойным фокусным расстоянием линзы (рис. 159)

Cơm. 159. Ảnh cho bởi thấu kính khi một vật ở giữa tiêu điểm và tiêu cự kép

Nếu vật được đặt giữa tiêu điểm và thấu kính, tức là d< F, то его изображение на экране не получится. Посмотрев на свечу через линзу, мы увидим tưởng tượng, trực tiếphình ảnh phóng to(Hình 160). Nó nằm giữa lấy nét và lấy nét kép, tức là

F< f < 2F.

Cơm. 160. Ảnh cho bởi thấu kính khi vật ở giữa tiêu điểm và thấu kính

Như vậy, kích thước và vị trí ảnh của một vật trong thấu kính hội tụ phụ thuộc vào vị trí của vật so với thấu kính.

Tùy thuộc vào khoảng cách của vật thể so với ống kính, bạn có thể có được một hình ảnh được phóng to (F< d < 2F), или уменьшенное (d >2F).

Xét việc dựng ảnh thu được bằng thấu kính phân kì.

Vì tia đi qua nó phân kì nên thấu kính phân kì không tạo ra ảnh thật.

Hình 161 mô tả cách dựng ảnh của một vật trong thấu kính phân kỳ.

Cơm. 161. Dựng ảnh trong thấu kính phân kì

Thấu kính phân kỳ cho hình ảnh thu nhỏ, tưởng tượng, trực tiếp, nằm ở cùng phía của thấu kính với vật. Nó không phụ thuộc vào vị trí của vật so với thấu kính.

Câu hỏi

  1. Tính chất nào của thấu kính cho phép chúng được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị quang học?
  2. Ảnh do thấu kính hội tụ tạo ra thay đổi như thế nào?
  3. Sử dụng các hình 159 và 160, hãy cho biết hình ảnh của vật thể được xây dựng như thế nào và các tính chất của hình ảnh này là gì. Nó được định vị ở đâu?
  4. Sử dụng Hình 158, hãy cho chúng tôi biết trong những điều kiện nào mà ống kính cho hình ảnh thực của một vật được thu nhỏ,
  5. Tại sao ảnh của các đối tượng trong hình 158 và 159 lại có giá trị?
  6. Cho ví dụ về công dụng của thấu kính trong các dụng cụ quang học.
  7. Tại sao thấu kính cầu lõm không tạo ra ảnh thật?
  8. Sử dụng hình 161, cho biết cách tạo ảnh trong thấu kính phân kì. Nó xảy ra như thế nào?

Bài tập 49

Hướng dẫn bài tập 49

Để tìm hiểu cách xây dựng chính xác hình ảnh của một vật thể được cho bởi một thấu kính và phức tạp hơn Dụng cụ quang học, bản vẽ phải được thực hiện theo trình tự sau:

  1. Vẽ một thấu kính và vẽ trục quang học của nó.
  2. Trên cả hai mặt của ống kính, đặt tiêu cự và tiêu cự gấp đôi của nó (trong hình vẽ chúng có độ dài tùy ý, nhưng giống nhau ở cả hai mặt của ống kính).
  3. Mô tả chủ đề nơi nó được chỉ ra trong nhiệm vụ.
  4. Vẽ đường đi của hai tia ló ra từ điểm cực viễn của vật.
  5. Dùng giao điểm của các tia đi qua thấu kính (thật hoặc ảo), vẽ ảnh của vật.
  6. Rút ra kết luận: hình ảnh nào được nhận và vị trí của nó.

1. TẠI gương phẳng W một hình ảnh mũi tên được quan sát Với, mắt ở điểm G.

Mắt nhìn thấy được bộ phận nào của hình mũi tên?
1) toàn bộ mũi tên
2) 1/2
3) 1/4
4) hoàn toàn không nhìn thấy

Trả lời:

Quyết định:
Hình vẽ cho thấy hình ảnh của một mũi tên C trong gương phẳng và đánh dấu vùng có thể nhìn thấy mắt trong gương từ điểm G.

Rõ ràng là từ hình vẽ mà mắt thường có thể nhìn thấy một nửa mũi tên.

2. Một thấu kính hội tụ có thể cho ...
1) chỉ hình ảnh phóng to của các đối tượng
2) chỉ giảm hình ảnh của các đối tượng
3) hình ảnh phóng to, thu nhỏ và bằng nhau của các đối tượng
4) chỉ giảm hoặc bằng chủ thể

Trả lời:

Quyết định:
Thấu kính hội tụ cho ảnh phóng to, thu nhỏ và bằng nhau của các vật. Nếu vật cách thấu kính hơn hai tiêu cự thì ảnh giảm đi. Nếu vật ở khoảng cách bằng hai tiêu cự thì ảnh bằng vật. Nếu vật ở gần hơn khoảng cách này thì thấu kính cho ảnh phóng đại.

3. Thấu kính có thể cho ảnh thật của vật không?
1) chỉ thấu kính hội tụ mới có thể
2) chỉ thấu kính khuếch tán mới có thể
3) thấu kính hội tụ và thấu kính phân kỳ
4) Không có ống kính nào có thể

Trả lời:

Quyết định:
Thật vậy, chỉ có thấu kính hội tụ mới có thể cho hình ảnh. Để làm điều này, đối tượng phải được lấy ra khỏi ống kính ở khoảng cách lớn hơn tiêu cự. Thấu kính phân kì luôn cho ảnh ảo.

4. Hình bên cho thấy đường đi của tia từ một nguồn sáng điểm. NHƯNG qua một thấu kính mỏng.



Công suất quang học của thấu kính xấp xỉ bằng ...

Trả lời:độ đo măt kiêng

Quyết định:
Công suất quang học của thấu kính tỉ lệ nghịch với tiêu cự:

Hãy xác định độ dài tiêu cự. Một chùm tia song song với trục chính sau khi khúc xạ trong thấu kính mỏng sẽ đi qua tiêu điểm chính. Từ hình vẽ có thể thấy rằng chùm tia như vậy đi qua trục quang học chính ở khoảng cách 6 ô tính từ thấu kính. Vì tỷ lệ của bức tranh là một cạnh của ô - 1 cm, chúng tôi nhận được F\ u003d 0,06 m. Do đó, năng lượng quang họcống kính xấp xỉ

5. Từ một nguồn sáng điểm S nằm trên trục quang chính của thấu kính hội tụ mỏng cách 2F từ nó, hai chùm tia lan tỏa mộtb, như nó được hiển thị trên hình ảnh.

Sau khi bị thấu kính khúc xạ, các tia này sẽ cắt nhau tại một điểm ...

Trả lời:

Quyết định:
Theo công thức thấu kính mỏng, khoảng cách từ vật đến thấu kính, khoảng cách từ thấu kính đến ảnh và tiêu cự liên hệ với nhau bằng tỉ số

. Nguồn sáng có tiêu cự gấp đôi tiêu cự d = 2F. Do đó, ảnh của nguồn này cũng sẽ nằm cách thấu kính hai lần tiêu cự. Vì vậy, các tia mộtb sau khi thấu kính khúc xạ, chúng sẽ tụ lại tại điểm 4.

6. Hình bên là một thí nghiệm về sự khúc xạ ánh sáng trong một tấm thuỷ tinh.

Chiết suất của thủy tinh bằng tỉ số ...
1)
2)
3)
4)

Trả lời:

Quyết định:
Qua hình vẽ có thể thấy rằng góc tới là α = 70º, và góc khúc xạ là β = 40º.

Theo định luật khúc xạ Snell, chiết suất liên hệ với góc tới và góc khúc xạ bằng mối quan hệ

7. Hình ảnh chấm sáng ở đâu S(xem hình vẽ) tạo bởi thấu kính hội tụ mỏng?

1) tại điểm 1
2) tại điểm 2
3) tại điểm 3
4) ở một khoảng cách vô hạn từ thấu kính

Trả lời:

Quyết định:
Hãy xây dựng hình ảnh của một điểm S trong một thấu kính hội tụ mỏng.

Chùm tia đi qua quang tâm của một thấu kính không đổi hướng. Một chùm tia có hướng song song với trục chính, sau khi khúc xạ trong thấu kính, đi qua tiêu điểm. Từ hình vẽ có thể thấy rằng hình ảnh của điểm S là điểm 3.

8. Trong gương phẳng 3 quan sát được ảnh của mũi tên C, mắt ở điểm G. Sau chuyển động nào sau đây của mũi tên, ảnh của nó trong gương sẽ không thấy rõ mắt?

1) mũi tên vẫn không nhìn thấy bằng mắt
2) 1 ô bên phải
3) 1 ô bên trái
4) 1 ô xuống

Trả lời:

Quyết định:
Trong hình bên, ảnh của mũi tên C trong gương phẳng được dựng và vùng nhìn rõ của mắt trong gương từ điểm G.

Trong tất cả các tùy chọn được liệt kê để di chuyển mũi tên, chỉ di chuyển một ô xuống sẽ làm cho hình ảnh của nó vô hình từ điểm G.

9. Một thấu kính hội tụ được sử dụng như một ống kính lúp tạo ra hình ảnh ...
1) phóng đại thực tế
2) giảm tưởng tượng
3) phóng đại tưởng tượng
4) thực giảm