Zdieľam:
Konvergentné vlastnosti šošoviek, typy a cvičenia boli vyriešené
konvergujúce šošovky sú to tie, ktoré sú hrubšie vo svojej strednej časti a tenšie na okrajoch. V dôsledku toho sa koncentrujú (zbiehajú) v jednom bode lúče svetla, ktoré na ne dopadajú rovnobežne s hlavnou osou. Tento bod sa nazýva fokus alebo zaostrenie obrazu a je reprezentovaný písmenom F. Konvergentné alebo pozitívne šošovky tvoria to, čo sa nazýva reálne obrazy objektov..
Typickým príkladom konvergujúcej šošovky je zväčšovacie sklo. Je však bežné nájsť tento typ šošoviek v oveľa zložitejších zariadeniach, ako sú mikroskopy alebo teleskopy. V skutočnosti je základný kompozitný mikroskop tvorený dvoma konvergentnými šošovkami, ktoré majú malú ohniskovú vzdialenosť. Tieto šošovky sa nazývajú objektívne a očné.
Konvergentné šošovky sa používajú v optike pre rôzne aplikácie, hoci možno najznámejšie je korekcia vizuálnych defektov. Sú teda indikované na liečbu hyperopie, presbyopie a tiež niektorých typov astigmatizmu, ako je hypermetropický astigmatizmus..
index
- 1 Charakteristiky
- 2 Prvky konvergujúcich šošoviek
- 3 Tvorba obrazov v konvergentných šošovkách
- 4 Typy konvergujúcich šošoviek
- 5 Rozdiel s odlišnými šošovkami
- 6 Gaussove rovnice tenkých šošoviek a zväčšenie šošovky
- 6.1 Gaussova rovnica
- 6.2 Zväčšenie šošovky
- 7 Cvičenie riešené
- 8 Referencie
rysy
Konvergentné šošovky majú rad vlastností, ktoré ich definujú. V každom prípade, možno najdôležitejším je ten, ktorý sme už pokročili vo svojej definícii. Konvergujúce šošovky sa teda vyznačujú tým, že sa cez ohnisko odrazí akýkoľvek lúč, ktorý ich zasiahne v smere rovnobežnom s hlavnou osou.
Okrem toho, každý incidentný lúč, ktorý prechádza ohniskom, je lomený rovnobežne s optickou osou šošovky.
Prvky konvergujúcich šošoviek
Vzhľadom na svoju štúdiu je dôležité vedieť, aké prvky predstavujú šošovky vo všeobecnosti a najmä konvergentné šošovky.
Vo všeobecnosti sa optický stred šošovky nazýva bod, ktorým každý lúč prechádzajúci cez ňu nemá žiadnu odchýlku.
Hlavnou osou je priamka, ktorá spája optické centrum a hlavné ohnisko, ktoré sme už spomínali, čo predstavuje písmeno F.
Hlavným zameraním je bod, v ktorom sa nachádzajú všetky lúče, ktoré dopadajú na šošovku rovnobežne s hlavnou osou.
Vzdialenosť medzi optickým stredom a zaostrením sa nazýva ohnisková vzdialenosť.
Stredy zakrivenia sú definované ako stredy sfér, ktoré vytvárajú šošovku; pričom polomery zakrivenia sú polomery guľôčok, ktoré vytvárajú šošovku.
A nakoniec, stredová rovina šošovky sa nazýva optická rovina.
Tvorba obrazov v konvergujúcich šošovkách
Čo sa týka vytvárania obrazov v konvergujúcich šošovkách, musí sa vziať do úvahy rad základných pravidiel, ktoré sú vysvetlené nižšie.
Ak lúč zasiahne objektív rovnobežne s osou, objavujúci sa lúč sa zbieha na zaostrení obrazu. Naopak, ak dopadajúci lúč prechádza objektovým ohniskom, lúč sa objavuje v smere rovnobežnom s osou. Nakoniec, lúče, ktoré prechádzajú cez optické centrum, sú lámané bez toho, aby zažili akýkoľvek typ odchýlky.
V dôsledku toho sa v konvergujúcej šošovke môžu vyskytnúť nasledujúce situácie:
- To, že je objekt umiestnený vzhľadom na optickú rovinu vo vzdialenosti väčšej ako dvojnásobok ohniskovej vzdialenosti. V tomto prípade je vytvorený obraz reálny, obrátený a menší ako objekt.
- Objekt je umiestnený vo vzdialenosti od optickej roviny rovnajúcej sa dvojnásobku ohniskovej vzdialenosti. Keď sa to stane, obraz, ktorý sa získa, je reálny obraz, invertovaný a rovnakej veľkosti ako objekt.
- Že objekt je vo vzdialenosti od optickej roviny medzi jednou a dvojnásobnou ohniskovou vzdialenosťou. Potom sa vytvorí obraz, ktorý je reálny, obrátený a väčší ako pôvodný objekt.
- Objekt je umiestnený vo vzdialenosti od optickej roviny pod ohniskovou vzdialenosťou. V takom prípade bude obraz virtuálny, priamy a väčší ako objekt.
Typy konvergujúcich šošoviek
Existujú tri rôzne typy konvergentných šošoviek: bikonvexné šošovky, planokonvexné šošovky a konkávne šošovky.
Biconvexné šošovky, ako už názov napovedá, sa skladajú z dvoch konvexných povrchov. Planokonvexy na druhej strane majú plochý povrch a konvexný povrch. Nakoniec, konkávne-konvexné šošovky sú tvorené mierne konkávnym a konvexným povrchom.
Rozdiel s odlišnými šošovkami
Odlišné šošovky sa na druhej strane líšia od konvergentných šošoviek tým, že hrúbka sa znižuje od okrajov smerom k stredu. Na rozdiel od toho, čo sa stalo s konvergentnou, v tomto type šošovky sú oddelené svetelné lúče, ktoré dopadajú paralelne s hlavnou osou. Týmto spôsobom vytvárajú tzv. Virtuálne obrazy objektov.
V optike sa divergentné alebo negatívne šošovky, ako sú známe, používajú hlavne na nápravu krátkozrakosti.
Gaussove rovnice tenkých šošoviek a zväčšenie šošovky
Všeobecne platí, že študované typy šošoviek sú tzv. Tenké šošovky. Tie sú definované ako tie, ktoré majú malú hrúbku v porovnaní s polomermi zakrivenia povrchov, ktoré ich obmedzujú.
Tento typ šošovky možno študovať pomocou Gaussovej rovnice a rovnice, ktorá umožňuje určiť zväčšenie šošovky.
Gaussova rovnica
Gaussova rovnica tenkých šošoviek slúži na riešenie mnohých základných optických problémov. Preto má veľký význam. Jeho výraz je nasledovný:
1 / f = 1 / p + 1 / q
Kde 1 / f je to, čo sa nazýva výkon šošovky a f je ohnisková vzdialenosť alebo vzdialenosť od optického stredu k zaostreniu F. Jednotkou merania výkonu šošovky je dioptria (D), kde 1 D = 1 m-1. Na druhej strane, p a q sú príslušne vzdialenosť, na ktorej sa objekt nachádza, a vzdialenosť, pri ktorej je pozorovaný jeho obraz.
Zväčšenie šošovky
Bočné zväčšenie tenkej šošovky sa získa s nasledujúcim výrazom: \ t
M = - q / p
Kde M je nárast. Z hodnoty nárastu možno odvodiť rad dôsledkov:
Áno | M | > 1 je veľkosť obrázka väčšia ako veľkosť objektu
Áno | M | < 1, el tamaño de la imagen es menor que el del objeto
Ak M> 0, obrázok je vpravo a na tej istej strane objektívu ako objekt (virtuálny obrázok)
Áno M < 0, la imagen está invertida y en el lado contrario que el objeto (imagen real)
Určené cvičenie
Teleso je umiestnené jeden meter od konvergujúcej šošovky, ktorá má ohniskovú vzdialenosť 0,5 metra. Aký bude vzhľad tela? Ako ďaleko budete?
Máme nasledujúce údaje: p = 1 m; f = 0,5 m.
Tieto hodnoty nahrádzame Gaussovou rovnicou tenkých šošoviek:
1 / f = 1 / p + 1 / q
Zostáva:
1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q
Zúčtovali sme 1 / q
1 / q = 1
Ak chcete, potom zrušte q a získajte:
q = 1
Preto v rovnici zväčšenia šošovky nahrádzame:
M = - q / p = -1 / 1 = -1
Preto je obraz reálny, pretože q> 0, invertovaný, pretože M < 0 y de igual tamaño dado que el valor absoluto de M es 1. Por último, la imagen se encuentra a un metro de distancia del foco.
referencie
- Svetlo (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 18. marca 2019 zo stránky en.wikipedia.org.
- Lekner, John (1987). Teória odrazu, elektromagnetických a častíc. skokan.
- Svetlo (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 20. marca 2019 zo stránky en.wikipedia.org.
- Objektív (n.d.). Vo Wikipédii. Získané 17. marca 2019 zo stránky en.wikipedia.org.
- Objektív (optika). Vo Wikipédii. Získané 19. marca 2019 zo stránky en.wikipedia.org.
- Hecht, Eugene (2002). Optika (4. vydanie). Addison Wesley.
- Tipler, Paul Allen (1994). Fyzika. 3. vydanie. Barcelona: Reverté.