Lensa: jenis lensa (fisika). Bentuk mengumpulkan, lensa pendispersi optik. Cara menentukan jenis lensa?

Lensa cenderung memiliki permukaan bola atau hampir bulat. Mereka mungkin cembung, cekung atau datar (radius infinity). Memiliki dua permukaan di mana cahaya melewati. Mereka dapat dikombinasikan dengan cara yang berbeda untuk membentuk berbagai jenis lensa (foto diberikan kemudian dalam artikel ini):

• Jika kedua permukaan yang cembung (lahiriah melengkung) bagian tengah lebih tebal dari tepi.
• Lensa dengan bidang cembung dan cekung disebut meniskus.
• Lensa dengan permukaan datar disebut plano-cekung atau Plano-cembung, tergantung pada sifat dari lingkup lainnya.

Cara menentukan jenis lensa? Mari kita periksa ini secara lebih rinci.

Mengumpulkan lensa: jenis lensa

Terlepas dari permukaan kopling jika ketebalan mereka di bagian tengah lebih besar dari tepi, mereka disebut mengumpulkan. Memiliki panjang fokus positif. Berikut jenis konvergen lensa:

• Plano-cembung,
• bikonveks,
• a concavo-cembung (meniskus).

Mereka disebut "positif".

lensa Spread: jenis lensa

Jika ketebalan mereka lebih tipis di pusat daripada di tepi, mereka disebut hamburan. Memiliki negatif panjang fokus. Ada beberapa jenis hamburan lensa:

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

Mereka disebut "negatif."

konsep dasar

Sinar menyimpang dari titik sumber satu titik. Mereka disebut balok. Ketika balok memasuki lensa, masing-masing balok dibiaskan dengan mengubah arahnya. Untuk alasan ini, balok dapat keluar lensa dalam kurang lebih berbeda.

Beberapa jenis lensa optik mengubah arah sinar sehingga mereka berkumpul di satu titik. Jika sumber cahaya ditempatkan setidaknya pada jarak fokus, balok konvergen pada titik yang, setidaknya pada jarak yang sama.

gambar nyata dan virtual

Sebuah sumber titik cahaya disebut objek yang valid, dan titik konvergensi dari berkas sinar yang datang dari lensa, itu adalah gambar yang valid.

Pentingnya memiliki sebuah array dari sumber titik didistribusikan lebih biasanya permukaan yang datar. Contohnya adalah gambar pada kaca tanah, menyala dari belakang. Contoh lain dari filmstrip diterangi dari belakang sehingga cahaya dari itu melewati lensa, mengalikan gambar pada layar datar.

Dalam kasus ini, berbicara tentang pesawat. Titik pada bidang gambar 1: 1 sesuai dengan poin di pesawat objek. Hal yang sama berlaku untuk angka geometris, meskipun gambar yang dihasilkan dapat terbalik sehubungan dengan objek dari atas ke bawah atau kiri ke kanan.

Toe-sinar pada satu titik menciptakan gambar yang nyata, dan perbedaan - imajiner. Ketika itu jelas diuraikan di layar - itu sah. Jika gambar yang sama dapat dilihat hanya dengan melihat melalui lensa menuju sumber cahaya, hal itu disebut imajiner. Refleksi di cermin - imajiner. Sebuah gambar yang dapat dilihat melalui teleskop - juga. Namun proyeksi lensa kamera untuk film memberikan bayangan nyata.

focal length

lensa fokus dapat ditemukan dengan melewati itu seberkas sinar paralel. Titik di mana mereka datang bersama-sama, dan itu akan fokus F. Jarak dari titik fokus lensa disebut nya focal length f. Anda dapat melewatkan sinar paralel dari sisi lain dan dengan demikian menemukan F pada kedua sisi. Setiap lensa memiliki dua dua F dan f. Jika itu relatif tipis dibandingkan dengan focal length, yang terakhir kira-kira sama.

Divergence dan Convergence

Ditandai dengan lensa panjang konvergen fokus positif. Bentuk dari jenis lensa (Plano-cembung, cekung ganda, meniskus) mengurangi sinar yang keluar dari mereka, lebih dari mereka telah dikurangi menjadi ini. Lensa mengumpulkan dapat dibentuk sebagai nyata dan gambar imajiner. Yang pertama terbentuk hanya jika jarak dari lensa ke objek lebih besar dari fokus tersebut.

Ditandai dengan negatif panjang fokus lensa divergen. Bentuk dari jenis lensa (plano-cekung, bikonkaf, meniskus) sinar diencerkan lebih dari mereka bercerai sebelum mendapatkan pada permukaannya. lensa spread membuat gambar virtual. Hanya ketika konvergensi insiden sinar signifikan (mereka berkumpul di suatu tempat antara lensa dan titik fokus di sisi yang berlawanan) sinar dibentuk mungkin masih berkumpul untuk membentuk gambar nyata.

perbedaan penting

Ini harus sangat berhati-hati untuk membedakan konvergensi atau divergensi konvergensi balok atau lensa divergensi. Jenis lensa dan Puchkov Sveta mungkin tidak sama. Sinar yang terkait dengan objek atau gambar titik, disebut divergen jika mereka "lari" dan konvergen jika mereka "berkumpul" bersama-sama. Dalam setiap koaksial sistem optik optik sumbu jalur sinar. Sinar sepanjang sumbu melewati tanpa perubahan arah karena pembiasan. Hal ini, pada kenyataannya, definisi yang baik dari sumbu optik.

Beam yang bergerak menjauh dari jarak dari sumbu optik disebut divergen. Dan orang yang semakin dekat untuk itu, disebut konvergen. Sinar sejajar dengan sumbu optik, adalah nol konvergensi atau divergensi. Dengan demikian, ketika berbicara tentang konvergensi atau divergensi balok, itu berkorelasi dengan sumbu optik.

Beberapa jenis lensa, fisika yang sedemikian rupa sehingga balok dibelokkan ke tingkat yang lebih besar dengan sumbu optik, dikumpulkan. Mereka berkumpul sinar berkumpul lebih dan divergen bergerak menjauh kurang. Mereka bahkan mampu, jika kekuatan mereka cukup untuk tujuan ini, membuat bundel paralel atau konvergen. Demikian pula divergen lensa dapat membubarkan sinar lebih divergen, dan konvergen - untuk membuat paralel atau divergen.

kacamata pembesar

Sebuah lensa dengan dua permukaan cembung tebal di tengah daripada di tepi, dan dapat digunakan sebagai kaca pembesar sederhana atau pembesar. Dalam hal ini, pengamat melihat melalui imajiner, gambar besar nya. Lensa kamera, bagaimanapun, terbentuk pada film atau sensor yang sebenarnya biasanya berkurang dalam ukuran dibandingkan dengan objek.

kacamata

Kemampuan lensa untuk mengubah konvergensi cahaya disebut kekuatannya. Hal ini dinyatakan dalam dioptri D = 1 / f, dimana f - panjang fokus dalam meter.

Dalam lensa dengan kekuatan 5 dioptri f = 20 cm. Hal ini menunjukkan diopter dokter mata menulis kacamata resep. Misalnya, ia mencatat 5,2 dioptri. Dalam workshop selesai benda kerja mengambil 5 dioptri, sehingga pabrik, dan sedikit menggiling satu permukaan untuk menambahkan 0,2 dioptri. Prinsipnya adalah bahwa untuk lensa tipis, di mana dua daerah yang dekat satu sama lain, diamati aturan yang total daya mereka adalah jumlah dari masing-masing dioptre: D = D ₁ + D _2.

Teleskop Galileo

Dalam waktu Galileo (awal abad XVII), menunjuk di Eropa yang banyak tersedia. Mereka cenderung akan diproduksi di Belanda dan didistribusikan oleh PKL. Galileo heard bahwa seseorang di Belanda menempatkan dua jenis lensa di tabung, untuk objek yang jauh tampak lebih besar. Dia menggunakan lensa tele mengumpulkan di salah satu ujung tabung, dan short-throw hamburan lensa mata di ujung lain. Jika panjang fokus lensa sama dengan f _o dan lensa mata f _e, jarak antara mereka harus f _o f _e, dan gaya (angular perbesaran) f _o / f _e. Skema ini disebut pipa Galileo.

Teleskop memiliki meningkat 5 atau 6 kali lipat, dibandingkan dengan teropong genggam kontemporer. Hal ini cukup untuk banyak menarik pengamatan astronomi. Anda dapat dengan mudah melihat kawah bulan, empat bulan Jupiter, cincin Saturnus, fase-fase Venus, nebula, dan gugus bintang, serta bintang-bintang samar di Bima Sakti.

teleskop Kepler

Kepler mendengar tentang semua ini (dia berhubungan Galileo) dan dibangun jenis lain dari teleskop dengan dua lensa mengumpulkan. Satu di mana panjang besar fokus, lensa, dan satu di mana ia kurang - lensa mata. Jarak antara mereka adalah sama dengan f _o + f _e, dan pembesaran angular adalah f _o / f _e. Ini Keplerian (atau astronomi) teleskop menciptakan sebuah gambar terbalik, tapi untuk bintang atau bulan tidak masalah. Skema ini telah memberikan lebih bahkan iluminasi dari bidang pandang dari teleskop Galilea, dan lebih nyaman untuk digunakan karena memungkinkan untuk menjaga mata Anda dalam posisi tetap dan melihat seluruh bidang pandang dari ujung ke ujung. Perangkat ini memungkinkan untuk mencapai peningkatan lebih tinggi dari tabung Galileo tanpa kerusakan serius.

Kedua teleskop menderita penyimpangan bola, sehingga gambar tidak sepenuhnya terfokus, dan chromatic aberration, yang menciptakan warna fringing. Kepler (Newton) percaya bahwa cacat ini tidak bisa diatasi. Mereka tidak mengantisipasi bahwa mungkin ada jenis lensa achromatic, fisika yang akan dikenal hanya pada abad XIX.

mencerminkan teleskop

Gregory menyarankan bahwa sebagai lensa cermin teleskop dapat digunakan, karena mereka tidak memiliki fringing warna. Newton mengambil ide ini dan menciptakan teleskop Newtonian bentuk cermin perak cekung dan lensa mata yang positif. Dia menyerahkan sampel ke Royal Society, di mana ia tetap sampai hari ini.

Single-lens teleskop dapat memproyeksikan gambar ke layar atau film. Untuk peningkatan yang tepat membutuhkan lensa positif dengan jarak yang besar fokus, katakanlah, 0,5 m, 1 m atau banyak meter. Pengaturan semacam itu sering digunakan dalam fotografi astronomi. Orang asing dengan optik mungkin tampak situasi paradoks lemah lensa fokus panjang memberikan peningkatan yang lebih besar.

bola

Ia telah mengemukakan bahwa kebudayaan kuno mungkin memiliki teleskop, karena mereka melakukan manik-manik kaca kecil. Masalahnya adalah bahwa tidak diketahui apa yang mereka digunakan, dan mereka, tentu saja, tidak bisa membentuk dasar dari teleskop yang baik. Bola dapat digunakan untuk meningkatkan benda-benda kecil, tapi kualitas pada saat yang sama hampir tidak memuaskan.

Panjang fokus dari bola kaca yang ideal sangat pendek dan membentuk bayangan nyata sangat dekat dengan bola. Selain itu, penyimpangan (distorsi geometrik) yang signifikan. Masalahnya terletak pada jarak antara dua permukaan.

Namun, jika Anda membuat alur khatulistiwa yang mendalam untuk memblokir sinar, yang menyebabkan cacat gambar, ternyata kaca pembesar yang sangat biasa-biasa saja menjadi denda. Keputusan ini dikaitkan dengan Coddington, kaca pembesar namanya dapat dibeli hari ini pada bantu genggam kecil untuk mempelajari benda-benda yang sangat kecil. Tapi bukti bahwa hal ini dilakukan sebelum abad ke-19, tidak ada.