KONVERZIA ŠOŠOVIEK: CHARAKTERISTIKA, TYPY A VYRIEŠENÉ CVIČENIE - FYZICKÝ - 2024

Tieto konvergujúci šošovky sú tenšie na okrajoch, ktoré sú hrubšie v strednej časti. V dôsledku toho koncentrujú (zbližujú) lúče svetla, ktoré na ne dopadajú rovnobežne s hlavnou osou v jednom bode. Tento bod sa nazýva zaostrenie alebo zaostrenie obrazu a predstavuje ho písmeno F. Konvergujúce alebo pozitívne šošovky tvoria tzv. Skutočné obrazy objektov.

Typickým príkladom zbiehajúcej sa šošovky je zväčšovacie sklo. Je však bežné nájsť tento typ šošoviek v oveľa zložitejších zariadeniach, ako sú mikroskopy alebo ďalekohľady. V skutočnosti je základný zložený mikroskop tvorený dvoma zbiehajúcimi sa šošovkami, ktoré majú malú ohniskovú vzdialenosť. Tieto šošovky sa nazývajú objektívne a očné.

Zväčšovacie sklo, zbiehajúca sa šošovka.

Konvergenčné šošovky sa používajú v optike pre rôzne aplikácie, aj keď snáď najznámejší je opraviť chyby zraku. Sú teda určené na liečenie hyperopie, presbyopie a tiež niektorých typov astigmatizmu, ako je napríklad hyperopický astigmatizmus.

vlastnosti

Konverzia šošovky. Chetvorno

Konvergenčné šošovky majú množstvo vlastností, ktoré ich definujú. V každom prípade je možno najdôležitejšia tá, ktorú sme už vo svojej definícii pokročili. Konvergentné šošovky sa teda vyznačujú tým, že vychyľujú cez fokus akýkoľvek lúč, ktorý na ne dopadá v smere rovnobežnom s hlavnou osou.

Ďalej, recipročne, akýkoľvek dopadajúci lúč, ktorý prechádza zaostrením, je lomený rovnobežne s optickou osou šošovky.

Konverzia prvkov šošovky

Pre jej štúdium je dôležité vedieť, aké prvky tvoria šošovky všeobecne a najmä konvergujúce šošovky.

Všeobecne sa nazýva optické centrum šošovky do bodu, v ktorom každý lúč, ktorý ňou prechádza, nemá žiadnu odchýlku.

Hlavná os je čiara, ktorá spája optický stred a hlavné zameranie, ktoré sme už komentovali, predstavuje písmeno F.

Hlavné zameranie je bod, v ktorom sú všetky lúče, ktoré dopadajú na šošovku, rovnobežné s hlavnou osou.

Ohnisková vzdialenosť je vzdialenosť medzi optickým stredom a zaostrením.

Stredy zakrivenia sú definované ako stredy guľôčok, ktoré tvoria šošovku; Polomery zakrivenia sú polomery guľôčok, ktoré vedú k šošovke.

A nakoniec sa stredná rovina šošovky nazýva optická rovina.

Tvorba obrazu v zbiehajúcich sa šošovkách

Na vytvorenie snímok v zbiehajúcich sa šošovkách je potrebné zohľadniť niekoľko základných pravidiel, ktoré sú vysvetlené nižšie.

Ak lúč narazí na šošovku rovnobežne s osou, vznikajúci lúč sa zbiera pri zaostrení obrazu. Naopak, ak dopadajúci lúč prechádza zaostrením objektu, lúč sa objaví v smere rovnobežnom s osou. Lúče, ktoré prechádzajú optickým stredom, sa nakoniec lámu bez toho, aby došlo k nejakému druhu vychýlenia.

V dôsledku toho sa v zbiehajúcich sa šošovkách môžu vyskytnúť tieto situácie:

- že objekt je umiestnený vzhľadom na optickú rovinu vo vzdialenosti väčšej ako dvojnásobok ohniskovej vzdialenosti. V takom prípade je vytvorený obraz skutočný, prevrátený a menší ako predmet.

- Objekt sa nachádza vo vzdialenosti od optickej roviny rovnajúcej sa dvojnásobku ohniskovej vzdialenosti. Ak k tomu dôjde, získaný obrázok je skutočný, prevrátený a má rovnakú veľkosť ako objekt.

- že objekt je vo vzdialenosti od optickej roviny medzi jednou a dvakrát ohniskovou vzdialenosťou. Potom sa vytvorí obrázok, ktorý je skutočný, prevrátený a väčší ako pôvodný objekt.

- že objekt je umiestnený vo vzdialenosti od optickej roviny, ktorá je menšia ako ohnisková vzdialenosť. V takom prípade bude obrázok virtuálny, priamy a väčší ako objekt.

Druhy zbiehajúcich sa šošoviek

Existujú tri rôzne typy zbiehajúcich sa šošoviek: bikonvexné šošovky, ploché konvexné šošovky a konkávne konvexné šošovky.

Bikonvexné šošovky, ako už názov napovedá, sú zložené z dvoch vypuklých povrchov. Rovno-konvexný má medzitým plochý a konvexný povrch. Nakoniec sú konkávne vypuklé šošovky vyrobené z mierne vypuklého a vypuklého povrchu.

Rozdiel s rozdielnymi šošovkami

Konverzia šošovky. Fir0002 (talk) (nahrané videá)

Na druhej strane sa rozdielne šošovky líšia od konvergentných šošoviek tým, že ich hrúbka klesá od okrajov smerom do stredu. Na rozdiel od toho, čo sa stalo s konvergentnými šošovkami, sú teda v tomto type šošoviek lúče, ktoré narážajú rovnobežne s hlavnou osou, oddelené. Týmto spôsobom vytvárajú tzv. Virtuálne obrazy objektov.

V optike sa divergentné alebo negatívne šošovky, ako sú známe, používajú predovšetkým na korekciu krátkozrakosti.

Gaussovské rovnice tenkých šošoviek a zväčšenie šošovky

Všeobecne možno povedať, že typ šošoviek, ktoré sa študujú, sa označuje ako tenké šošovky. Sú definované ako tie, ktoré majú malú hrúbku v porovnaní s polomermi zakrivenia povrchov, ktoré ich obmedzujú.

Tento typ šošoviek je možné študovať pomocou gaussovskej rovnice a pomocou rovnice, ktorá umožňuje určiť zväčšenie šošovky.

Gaussova rovnica

Gaussova rovnica pre tenké šošovky sa používa na riešenie množstva základných optických problémov. Preto je jeho veľký význam. Vyjadruje sa takto:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Kde 1 / f je takzvaná sila šošovky af je fokálna dĺžka alebo vzdialenosť od optického stredu k ohnisku F. Mernou jednotkou sily šošovky je dioptria (D), kde 1 D = 1 m ^-1 . Pokiaľ ide o časť p, q predstavuje vzdialenosť, v ktorej sa nachádza objekt, a vzdialenosť, v ktorej sa pozoruje jeho obraz.

Zväčšenie šošovky

Bočné zväčšenie tenkej šošovky sa získa s nasledujúcim výrazom:

M = - q / p

Kde M je zväčšenie. Z hodnoty zvýšenia je možné odvodiť niekoľko dôsledkov:

Ak -M-> 1, veľkosť obrázka je väčšia ako objekt

Ak je -M- <1, veľkosť obrázka je menšia ako veľkosť objektu

Ak je M> 0, obrázok je vpravo a na rovnakej strane objektívu ako objekt (virtuálny obrázok)

Ak je M <0, obraz je prevrátený a na opačnej strane objektu (skutočný obrázok)

Cvičenie bolo vyriešené

Teleso je umiestnené jeden meter od zbiehajúcej sa šošovky, ktorá má ohniskovú vzdialenosť 0,5 metra. Ako bude vyzerať obrázok tela? Ako ďaleko to bude?

Máme nasledujúce údaje: p = 1 m; f = 0,5 m.

Tieto hodnoty vkladáme do gaussovskej rovnice pre tenké šošovky:

1 / f = 1 / p + 1 / q

A zostávajú tieto:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Izolujeme 1 / q

1 / q = 1

Ak chcete potom vyčistiť q a získať:

q = 1

Preto v rovnici nahradíme zväčšenie šošovky:

M = - q / p = -1/1 = -1

Preto je obraz skutočný od q> 0, obrátený, pretože M <0 a rovnakej veľkosti, pretože absolútna hodnota M je 1. Nakoniec je obraz vzdialený jeden meter od zaostrenia.

Referencie

1. Svetlo (nd). Na Wikipédii. Získané 18. marca 2019 zo stránky es.wikipedia.org.
2. Lekner, John (1987). Teória odrazu, elektromagnetických a časticových vĺn. Springer.
3. Svetlo (nd). Na Wikipédii. Našiel sa 20. marca 2019 z en.wikipedia.org.
4. Šošovka (nd). Na Wikipédii. Získané 17. marca 2019, zo stránky es.wikipedia.org.
5. Objektív (optika). Na Wikipédii. Našiel sa 19. marca 2019 z en.wikipedia.org.
6. Hecht, Eugene (2002). Optika (4. vydanie). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Fyzický. 3. vydanie. Barcelona: Obrátil som sa.