Lensa: jenis kanta (fizik). Bentuk mengumpul, kanta penyebaran optik. Bagaimana untuk menentukan jenis kanta?

Kanta cenderung mempunyai permukaan yang bulat atau hampir bulat. Mereka mungkin cembung, cekung atau rata (jejari infiniti). Mempunyai dua permukaan di mana cahaya pas. Mereka boleh digabungkan dengan cara yang berbeza untuk membentuk jenis kanta (Foto diberikan kemudian dalam artikel ini):

• Jika kedua-dua permukaan cembung (zahir melengkung) Bahagian tengah lebih tebal daripada tepi.
• Kanta dengan sfera cembung dan cekung dipanggil meniskus.
• Kanta dengan permukaan yang rata dipanggil plano-cekung atau plano-cembung, bergantung kepada jenis sfera lain.

Bagaimana untuk menentukan jenis kanta? Mari kita kaji ini dengan lebih terperinci.

Mengumpul kanta: jenis kanta

Tanpa mengira permukaan gandingan jika ketebalan mereka di bahagian tengah adalah lebih besar daripada tepi, ia dirujuk mengumpul. Mempunyai jarak fokus yang positif. Jenis-jenis menumpu kanta:

• plano-cembung,
• sewaktu dua,
• yang concavo-cembung (meniskus).

Mereka dipanggil "positif".

kanta Sebaran: jenis kanta

Jika ketebalan mereka adalah lebih nipis di tengah-tengah daripada di tepi, mereka dipanggil serakan. Mempunyai negatif panjang fokus. Terdapat beberapa jenis berselerak kanta:

• plano-cekung,
• cekung dua,
• cekung-cembung (meniskus).

Mereka dipanggil "negatif."

konsep asas

Sinar menyimpang dari sumber titik titik tunggal. Mereka dipanggil rasuk. Apabila rasuk memasuki lensa, setiap rasuk dibiaskan dengan menukar arahnya. Atas sebab ini, rasuk boleh keluar kanta dalam yang lebih atau kurang berbeza.

Beberapa jenis kanta optik menukar arah sinar supaya mereka berkumpul di satu titik. Jika sumber cahaya dilupuskan sekurang-kurangnya pada jarak fokus, rasuk menumpu pada satu titik yang, sekurang-kurangnya pada jarak yang sama.

imej nyata dan maya

Satu sumber titik cahaya dipanggil objek sah, dan titik penumpuan daripada pancaran sinar yang datang dari kanta, ia adalah imej yang sah.

Kepentingan mempunyai pelbagai sumber titik diedarkan lebih biasanya permukaan yang rata. Satu contoh ialah imej pada kaca tanah, dinyalakan dari belakang. Satu lagi contoh jalur filem diterangi dari belakang supaya cahaya daripadanya melalui kanta, menggandakan imej pada skrin yang rata.

Dalam kes ini, bercakap mengenai pesawat. Titik pada satah imej 1: 1 sesuai dengan titik pada satah objek. Begitu juga dengan angka geometri, walaupun gambar yang terhasil boleh terbalik berkenaan dengan objek dari atas ke bawah atau kiri ke kanan.

Kaki-ray pada satu ketika mencipta imej yang sebenar, dan perbezaan - khayalan. Apabila ia digariskan dengan jelas pada skrin - ia adalah sah. Jika imej yang sama boleh dilihat hanya dengan melihat melalui kanta ke arah sumber cahaya, ia dipanggil khayalan. Pantulan pada cermin - khayalan. A picture yang boleh dilihat melalui teleskop - juga. Tetapi unjuran kanta kamera untuk filem itu memberikan imej yang sebenar.

panjang fokus

kanta fokus boleh didapati dengan melalui ia pancaran sinar selari. Titik di mana mereka datang bersama-sama, dan ia akan memberi tumpuan F. Jarak dari titik fokus kanta dipanggil panjang f tumpuan. anda boleh melangkau sinar selari dari pihak lain dan dengan itu mencari F di kedua-dua belah pihak. Setiap lensa mempunyai dua dua F dan f. Jika ia adalah agak nipis berbanding Panjang fokus yang, kedua adalah lebih kurang sama.

Kecapahan dan Convergence

Dicirikan oleh kanta panjang fokus menumpu positif. Bentuk-bentuk ini jenis kanta (plano-cembung, cekung dua, meniskus) mengurangkan sinar yang keluar dari mereka, lebih daripada mereka telah dikurangkan kepada ini. Kanta mengumpul boleh dibentuk sebagai sebenar dan imej khayalan. Pertama terbentuk hanya jika jarak dari kanta objek adalah lebih besar daripada fokus.

Dicirikan oleh kanta panjang fokus mencapah negatif. Bentuk-bentuk ini jenis kanta (plano-cekung, cekung dua, meniskus) sinar dicairkan lebih daripada mereka bercerai sebelum mendapat di permukaannya. kanta penyebaran mewujudkan imej maya. Hanya apabila penumpuan kejadian sinaran penting (mereka berkumpul di suatu tempat antara kanta dan menjadi tumpuan di seberang) sinar dibentuk masih boleh berkumpul untuk membentuk imej yang sebenar.

perbezaan yang penting

Ia perlu berhati-hati untuk membezakan penumpuan atau perbezaan penumpuan rasuk atau lensa perbezaan. Jenis kanta dan Puchkov Sveta mungkin tidak sama. Rays dikaitkan dengan titik objek atau imej, dipanggil berbeza jika mereka "lari" dan menumpu jika mereka "mengumpulkan" bersama-sama. Dalam mana-mana sepaksi sistem optik optik paksi adalah jalan sinar. Rasuk sepanjang paksi berlalu tanpa apa-apa perubahan arah disebabkan oleh pembiasan. Ia adalah, sebenarnya, definisi yang baik paksi optik.

Rasuk yang sedang beralih daripada jarak dari paksi optik dipanggil berbeza. Dan orang yang semakin dekat kepadanya, dipanggil tumpu. Rays selari dengan paksi optik, adalah penumpuan sifar atau perbezaan. Oleh itu, apabila bercakap tentang penumpuan atau perbezaan rasuk, ia berkait rapat dengan paksi optik.

Beberapa jenis kanta, fizik yang adalah seperti yang rasuk dipesongkan ke tahap yang lebih besar dengan paksi optik, dikumpulkan. Mereka berkumpul sinar berkumpul lebih dan berbeza bergerak jauh kurang. Mereka juga dapat, jika kekuatan mereka adalah mencukupi untuk tujuan ini, membuat ikatan selari atau menumpu. Begitu juga menyeleweng kanta boleh membubarkan sinar lebih mencapah, dan menumpu - untuk membuat selari atau berbeza.

kanta pembesar

Lensa dengan dua permukaan cembung tebal di tengah-tengah daripada di tepi, dan boleh digunakan sebagai pembesar yang mudah atau alat pembesar. Dalam kes ini, pemerhati melihat melalui imej khayalan, yang besar itu. Kanta kamera, bagaimanapun, membentuk pada filem atau sensor sebenar biasanya dikurangkan dalam saiz berbanding dengan objek.

cermin mata

Keupayaan kanta untuk mengubah penumpuan cahaya dipanggil kekuatannya. Ia dinyatakan dalam diopters D = 1 / f, di mana f - Panjang fokus dalam meter.

Dalam kanta dengan kuasa 5 diopters f = 20 cm. Ini menunjukkan diopter optometris menulis cermin mata preskripsi. Sebagai contoh, beliau mencatatkan 5.2 diopters. Di bengkel selesai bahan kerja mengambil masa 5 diopters, menyebabkan kilang, dan sedikit mengisar satu permukaan untuk menambah 0.2 diopters. Prinsip ialah kanta nipis, di mana kedua-dua kawasan yang dekat dengan satu sama lain, diperhatikan peraturan bahawa jumlah kuasa mereka adalah jumlah setiap Diopter: D = D ₁ + D _2.

teleskop Galileo

Masa Galileo (awal abad XVII), menunjukkan di Eropah adalah meluas. Mereka cenderung untuk dibuat di Belanda dan diedarkan oleh penjual jalanan. Galileo mendengar bahawa seseorang di Belanda meletakkan kedua-dua jenis kanta dalam tiub, untuk objek yang jauh kelihatan lebih besar. Beliau menggunakan kanta telefoto mengumpulkan di satu hujung tiub, dan penyebaran kanta mata short-throw di hujung yang lain. Jika panjang fokus kanta sama dengan f _o dan kanta mata f _e, jarak antara mereka harus f _o -f _e, dan daya (pembesaran sudut) f _o / f _e. Skim seperti ini dipanggil paip Galileo.

Teleskop mempunyai kenaikan 5 atau 6 kali ganda, setanding dengan teropong tangan kontemporari. Ini adalah memadai untuk banyak menarik pemerhatian astronomi. Anda boleh dengan mudah melihat kawah lunar, empat bulan-bulan Musytari, gelang Zuhal, fasa-Venus, nebula, dan gugusan bintang, dan juga bintang-bintang faintest dalam Bima Sakti.

Kepler teleskop

Kepler mendengar tentang semua ini (dia mengenai Galileo) dan membina satu lagi jenis teleskop dengan dua kanta mengumpul. Salah satu di mana panjang besar fokus, kanta, dan satu di mana ia adalah kurang - kanta mata. Jarak antara mereka adalah sama dengan f _o + f _e, dan pembesaran sudut adalah f _o / f _e. Ini Keplerian (atau astronomi) teleskop mewujudkan imej songsang, tetapi untuk bintang dan bulan ia tidak mengapa. Skim ini telah menyediakan lebih walaupun pencahayaan bidang pandangan daripada teleskop Galilea, dan adalah lebih mudah untuk digunakan kerana ia membolehkan untuk menjaga mata anda dalam kedudukan yang tetap dan melihat seluruh bidang pandangan dari tepi ke tepi. Peranti ini membolehkan untuk mencapai peningkatan yang lebih tinggi daripada Galileo tiub tanpa kemerosotan yang serius.

Kedua-dua teleskop mengalami penyimpangan sfera, menyebabkan imej tidak memberi tumpuan sepenuhnya, dan penyimpangan kromatik, yang mewujudkan pinggiran warna. Kepler (Newton) percaya bahawa kecacatan ini tidak boleh diatasi. Mereka tidak menjangka bahawa mungkin ada jenis kanta achromatic, fizik yang akan hanya diketahui pada abad XIX.

mencerminkan teleskop

Gregory mencadangkan bahawa dengan kanta cermin teleskop boleh digunakan, kerana mereka tidak mempunyai pinggiran warna. Newton mengambil idea ini dan mencipta teleskop Newtonian bentuk cermin silvered cekung dan kanta mata yang positif. Beliau menyerahkan sampel kepada Royal Society, di mana beliau kekal hingga ke hari ini.

Kanta tunggal teleskop boleh menonjolkan imej ke skrin atau filem. Untuk peningkatan yang betul memerlukan kanta yang positif dengan jarak yang besar tumpuan, berkata, 0.5 m, 1 m atau banyak meter. Perjanjian tersebut sering digunakan dalam fotografi astronomi. Orang yang tidak dikenali dengan optik mungkin kelihatan keadaan paradoks di mana lemah kanta fokus lama memberikan kenaikan yang lebih besar.

sfera

Ia telah dicadangkan bahawa budaya purba mungkin mempunyai teleskop, kerana mereka lakukan manik kaca kecil. Masalahnya ialah bahawa ia tidak diketahui apa yang mereka telah digunakan, dan mereka, sudah tentu, tidak boleh menjadi asas kepada teleskop yang baik. Bola boleh digunakan untuk meningkatkan objek kecil, tetapi kualiti pada masa yang sama adalah tidak memuaskan.

Jarak fokus sfera kaca yang ideal adalah sangat pendek dan membentuk imej yang sebenar adalah sangat dekat dengan sfera. Di samping itu, sesuatu yang tidak normal (herotan geometri) yang ketara. Masalahnya terletak pada jarak antara dua permukaan.

Walau bagaimanapun, jika anda membuat alur khatulistiwa dalam untuk menghalang sinaran, yang menyebabkan kecacatan imej, ternyata kaca pembesar sangat biasa-biasa ke dalam denda. Keputusan ini adalah disebabkan oleh Coddington, pembesar namanya boleh dibeli hari ini pada pembesar tangan kecil untuk mengkaji objek yang sangat kecil. Tetapi bukti bahawa ini telah dilakukan sebelum abad ke-19, tidak.