Soczewki: typy obiektywów (fizyka). Formy zbierającej, optyczne soczewki rozpraszającej. Jak określić typ obiektywu?

Soczewki mają zwykle powierzchnię sferyczną lub prawie kulisty. Mogą być wypukłe, wklęsłe albo płaskie (promień nieskończoność). Ma dwie powierzchnie, przez które światło przechodzi. Mogą one być łączone na różne sposoby, aby tworzyć różne rodzaje soczewek (zdjęcie w dalszej części tego artykułu):

• Jeżeli obie powierzchnie wypukłe (zewnętrznie zakrzywiony), środkowa część jest grubsza niż na brzegach.
• Obiektyw z wklęsłych i wypukłych sfer nazywa się menisku.
• Obiektyw o płaskiej powierzchni nazywa się płasko-wklęsłe lub płasko-wypukłą, w zależności od charakteru drugiej kuli.

Jak określić typ obiektywu? Zbadajmy to bardziej szczegółowo.

Zbieranie soczewek: rodzaje soczewek

Niezależnie od powierzchni sprzęgła, ich grubość w centralnej części jest większa niż na krawędziach, które są określone do zbierania. Mieć pozytywny ogniskowej. Następujące typy zbieżne obiektywy:

• płasko-wypukły,
• obustronnie wypukłe,
• wklęsło-wypukła (menisku).

Nazywane są „pozytywne”.

Soczewki rozprzestrzeniania: rodzaje soczewek

Jeżeli ich grubość jest cieńszy w środku niż na krawędziach, są one nazywane rozpraszania. Mieć negatywny ogniskową. Istnieje kilka rodzajów soczewek rozpraszających:

• płasko-wklęsła,
• wklęsła,
• wklęsło-wypukła (menisku).

Nazywane są „negatywne”.

podstawowe pojęcia

Promienie odbiegają od źródła punktowego w jednym punkcie. Nazywane są belki. Gdy wiązka wchodzi obiektyw, każda belka jest załamany, zmieniając jego kierunek. Z tego względu, belka może wyjść z soczewek w mniej lub bardziej rozbieżny.

Niektóre rodzaje soczewek optycznych zmienić kierunek promieni tak, że zbiegają się w jednym punkcie. Jeśli jako źródło światła jest umieszczone przynajmniej w odległości ogniskowej, wiązka zbiega się w punkcie, który co najmniej w tej samej odległości.

Rzeczywiste i wirtualne obrazy

Punktowe źródło światła jest zwany właściwym celem i punkt zbieżności wiązki promieni pochodzących od soczewki, jest to ważna obrazu.

Znaczenie ma szereg źródeł punktowych, rozmieszczonych zwykle płaską powierzchnię. Przykładem jest obraz na szybie gruntu, oświetlony od tyłu. Innym przykładem przezroczy jest oświetlony od tyłu tak, że światło z niej przekazywane przez obiektyw, mnoży obrazu na płaskim ekranie.

W takich przypadkach mówimy o samolocie. Punkt na płaszczyźnie obrazu 1: 1 odpowiadają punkty na płaszczyźnie obiektu. To samo odnosi się do figur geometrycznych, chociaż uzyskany obraz może zostać odwrócony w stosunku do obiektu od góry do dołu lub od lewej do prawej.

Toe promienie w jednym punkcie tworzy rzeczywisty obraz i różnicy – urojonej. Gdy jest jasno opisane na ekranie – jest on ważny. Jeżeli ten sam obraz może być postrzegana tylko patrząc przez obiektyw w kierunku źródła światła, nazywa urojony. Odbicie w lustrze – urojony. Obraz, który można zobaczyć przez teleskop – również. Ale występ obiektywu kamery do filmu daje prawdziwy obraz.

długość ogniskowej

Soczewki ostrości znajduje się przepuszczając przez niego wiązkę promieni równoległych. Punkt, w którym się one ze sobą i będzie koncentrować F. odległość od punktu ogniskowego obiektywu nazywa jego ogniskowej f. można pominąć równoległe promienie z drugiej strony, a tym samym znaleźć F po obu stronach. Każda soczewka ma dwa dwa F i F. Jeśli jest stosunkowo cienka w stosunku do jego długości ogniskowej, ten ostatni jest w przybliżeniu równe.

Konwergencja i dywergencja

Charakteryzuje się pozytywnymi ogniskowej zbieżne. Formy tego typu soczewek (płasko-wypukła, wklęsła, łąkotki) zmniejszają promienie wychodzące z nich, bardziej niż zostały one zredukowane do tego. Zbierające soczewki może być utworzony jako prawdziwym i wyimaginowanym obrazem. Pierwszy powstaje tylko wtedy, gdy odległość od soczewki do przedmiotu jest większa od ogniskowej.

Określony ujemny ogniskowej soczewek rozbieżnych. Formy tego typu soczewek (płasko-wklęsła, wklęsła, menisk) rozcieńczone promieniami więcej niż oni rozwiedziony, zanim się na ich powierzchni. Soczewki rozprzestrzeniania stworzyć wirtualny obraz. Tylko wtedy, gdy zbieżność wypadku promienie znaczące (zbiegają gdzieś pomiędzy soczewką a ogniskowym punktem po przeciwnej stronie) utworzone promienie nadal mogą zbiegać się w celu wytworzenia rzeczywistego obrazu.

istotne różnice

Należy być bardzo ostrożnym, aby odróżnić zbieżności lub rozbieżności konwergencji belek lub soczewki rozbieżności. Rodzaje soczewek i Puchkov Sveta nie mogą być takie same. Promienie związane z obiektem lub obraz punktu, nazywane są rozbieżne, jeżeli „uciec” i zbieżny jeśli oni „gromadzić” razem. W każdym koncentrycznego układu optycznego optyczna oś jest ścieżką promieni. Wiązka przechodzi wzdłuż osi bez zmiany kierunku w wyniku załamania. Jest to w rzeczywistości dobra definicja osi optycznej.

Beam, która oddala się od odległości od osi optycznej nazywany jest rozbieżny. A ten, kto zbliża się do niej, nazywany jest zbieżny. Promienie równoległe do osi optycznej, to zbieżność lub rozbieżność zero. Tak więc, gdy mówimy o zbieżności lub rozbieżności wiązki, to koreluje z osią optyczną.

Niektóre rodzaje soczewek, fizyki, które jest takie, że wiązka odchyla się w większym stopniu do osi optycznej, są zbierane. Są one zbieżne promienie zbieżne i rozbieżne bardziej oddala się mniej. Są w stanie nawet, jeśli ich siła jest wystarczająca do tego celu, należy wiązkę równoległych lub zbieżnych. Podobnie rozbieżne promienie soczewka może rozpuszczać więcej różniących się od siebie, i zbiegają się – równolegle do lub rozbieżne.

okulary powiększające

Soczewka z dwóch wypukłych grubsze w środku niż na krawędziach, i mogą być wykorzystane jako prosty lupy lub lupy. W tym przypadku, obserwator patrząc przez jej wyimaginowanym, dużego obrazu. Obiektyw aparatu, jednak, tworzą na filmie lub czujnik rzeczywistej wielkości zwykle obniżone w porównaniu z obiektem.

okulary

Zdolność soczewki zmianę zbieżności światła nazywane jest jego wytrzymałość. Jest on wyrażony w dioptriach d = 1 / F, gdzie F – długość ogniskowej w metrach.

W soczewki o mocy 5 dioptrii f = 20 cm. Oznacza to, dioptrii optyka pisania okularów korekcyjnych. Na przykład, nagrał 5,2 dioptrii. W warsztacie zakończeniu przedmiotu wziąć 5 dioptrii, powodując w fabryce, a nieco zmielić jedną powierzchnię, aby dodać 0,2 dioptrii. Zasadą jest, że w przypadku cienkich soczewki, w której dwie powierzchnie są zbliżone do siebie, nie obserwuje się zasadę, że ich całkowita moc jest sumą poszczególnych dioptrii: D = _D1 + _D2.

teleskop Galileusza

W czasach Galileusza (początek XVII wieku), wskazuje w Europie były powszechnie dostępne. Mają tendencję do być produkowane w Holandii i rozprowadzane przez ulicznych sprzedawców. Galileo usłyszał, że ktoś w Holandii umieścić dwa rodzaje soczewek w probówce, do odległe obiekty wydają się większe. Używał teleobiektyw gromadzi w jednym końcu rurki, a krótki rzut rozpraszającej okularu na drugim końcu. Jeśli długość ogniskowej równej f _{O e} f i _okularu, odległość pomiędzy nimi powinien być F _o f _e, a siła (powiększenie kątowe) F _O / _{E F.} Taki system jest zwana rura Galileo.

Teleskop wzrost 5- lub 6-krotnie, porównywalną ze współczesnymi ręcznych lornetki. Jest to wystarczające dla wielu ciekawych obserwacji astronomicznych. Można łatwo zobaczyć księżycowych kraterów, cztery księżyce Jowisza, pierścienie Saturna, fazy Wenus, mgławic i gromad gwiazd, a także najsłabszych gwiazd w Drodze Mlecznej.

teleskop Kepler

Kepler słyszał o tym wszystkim (korespondował Galileo) i zbudowany inny rodzaj teleskopu z dwoma soczewkami zbierających. Jeden, w którym duża ogniskowa obiektywu, a tym, w którym jest mniej – okular. Odległość pomiędzy nimi jest równa f _o + f _{E i} powiększenie kątowe jest _fo / f _e. Ten Keplerian (albo astronomiczna) teleskop tworzy odwrócony obraz, ale dla gwiazd i księżyca to nie ma znaczenia. Program ten dostarczył bardziej równomierne oświetlenie pola widzenia teleskopu Galileusza niż, i był bardziej wygodny w użyciu, gdyż pozwala utrzymać oczy w stałym położeniu i zobaczyć całe pole widzenia od krawędzi do krawędzi. Urządzenie pozwala osiągnąć większy wzrost niż rury Galileo, bez istotnego pogorszenia jakości.

Oba teleskopy cierpią z powodu aberracji sferycznej, w wyniku czego obraz nie całkowicie skupiony i aberrację chromatyczną, która tworzy kolor obwódki. Kepler (niuton) Uważa się, że wady te nie mogą zostać usunięte. Nie przewidujemy, że może istnieć rodzaje achromatyczne obiektywy, fizyki, które będą znane dopiero w XIX wieku.

teleskop zwierciadlany

Gregory zasugerował, że jako soczewki lustra teleskopu mogą być stosowane, ponieważ nie mają one kolor obwódki. Newton wziął ten pomysł i stworzył teleskopu Newtona kształt wklęsłego lustra srebrnej i pozytywny okular. Podał próbkę do Royal Society, gdzie pozostaje do dziś.

teleskop single-lens może rzutować obraz na ekranie lub folii. Dla prawidłowego wzrostu wymaga pozytywnego obiektywu dużej odległości ogniskowej, powiedzmy, 0,5M, 1M lub wielu metrów. Taki układ jest często używany w fotografii astronomicznej. Ludzie, którzy nie znają z optyką może wydawać się paradoksalne sytuacji gdzie słabszy obiektyw długoogniskowy daje większe wzrosty.

kule

Sugeruje się, że starożytne kultury może mieli teleskopów, ponieważ zrobili małe szklane paciorki. Problem polega na tym, że nie wiadomo, co było kiedyś, a oni są, oczywiście, nie może stanowić podstawy dobrego teleskopu. Kulki mogą być wykorzystane do zwiększenia małych przedmiotów, ale jakość w tym samym czasie był mało zadowalający.

Ogniskowa idealnego szklanej kuli jest bardzo krótka i tworzy prawdziwy obraz jest bardzo zbliżony do kuli. Ponadto aberracje (zniekształceń geometrycznych) znaczące. Problem polega na tym, odległość pomiędzy dwoma powierzchniami.

Jeśli jednak zrobić głęboki rowek do blokowania równikową promienie, które powodują uszkodzenia obrazu, okazuje się bardzo przeciętny lupę na karę grzywny. Decyzja ta jest przypisana do Coddington, lupa jego imienia można kupić dzisiaj na małych ręcznych powiększających się uczyć bardzo małych obiektów. Ale dowody, że to było zrobione przed 19 wieku, nie.