Lentile. Distanța focală a lentilelor. Putere optică a lentilei. Formula de lentile subțiri. Lentila subțire: formula și derivarea formulei. Rezolvarea problemelor cu formula lentilelor subțiri

Distanța focală a obiectivului depinde de grade de curbură suprafața acestuia. O lentilă cu suprafețe mai convexe refractă razele mai puternic decât o lentilă cu suprafețe mai puțin convexe și, prin urmare, are o distanță focală mai mică.

Pentru a determina distanța focală a unei lentile convergente, este necesar să direcționați razele soarelui spre ea și, după ce a primit o imagine clară a Soarelui pe ecranul din spatele lentilei, să măsurați distanța de la lentilă la această imagine. Deoarece razele, din cauza distanței extreme a Soarelui, vor cădea asupra lentilei într-un fascicul aproape paralel, această imagine va fi situată aproape la focarul lentilei.

Cantitate fizica, se numește inversul distanței focale a lentilei putere optică lentile(D):

D= 1

Cu cât distanța focală a obiectivului este mai mică, cu atât puterea sa optică este mai mare, adică cu atât refractă mai mult razele. Unitate Schimbare (m -1) . În caz contrar, această unitate se numește dioptrie (dopter).

1 dioptrie este puterea optică a unui obiectiv cu o distanță focală de 1 m.

Pentru lentilele convergente și divergente, puterile optice diferă ca semn.

Lentile convergente au o focalizare reală, astfel încât distanța lor focală și puterea optică sunt considerate pozitive (F>0, D>0).

Lentile de difuzie au o focalizare imaginară, prin urmare distanța lor focală și puterea optică sunt considerate negative ( F<0, D<0).

Multe instrumente optice constau din mai multe lentile. Puterea optică a unui sistem de mai multe lentile distanțate este egală cu suma puterilor optice ale tuturor lentilelor din acest sistem. Dacă există două lentile cu puteri optice D 1 și D 2, atunci puterea lor optică totală va fi egală cu : D= D 1 + D 2

Se adaugă doar puteri optice; distanța focală a mai multor lentile nu coincide cu suma distanțelor focale ale obiectivelor individuale.

Folosind lentile, nu numai că puteți colecta și împrăștia razele de lumină, ci și să obțineți o varietate de imagini ale obiectelor. Pentru a construi o imagine în lentile, este suficient să construiți calea a două raze: una trece prin centrul optic al lentilei fără refracție, a doua este o rază paralelă cu axa optică principală.

1. Obiectul se află între obiectiv și focalizare:

Imaginea este mărită, virtuală, directă. Astfel de imagini sunt obținute cu ajutorul unei lupe

2. Subiectul se află între focalizare și focalizare dublă

Imaginea este reală, mărită, inversată. Astfel de imagini sunt obținute în dispozitivele de proiecție.

3. Element din spatele focalizării duble

Obiectivul produce o imagine redusă, inversată, reală. Această imagine este folosită într-o cameră.

O lentilă divergentă, în orice locație a obiectului, oferă o imagine redusă, virtuală, directă. Formează un fascicul de lumină divergent

Ochiul uman are o formă aproape sferică.

Este înconjurat de o membrană densă numită sclera. Partea din față a sclerei este transparentă și se numește cornee. În spatele corneei se află irisul, care poate fi colorat diferit de la o persoană la alta. Între cornee și iris există un lichid apos.

Există o gaură în iris - pupila, al cărei diametru se poate schimba în funcție de iluminare. În spatele pupilei există un corp transparent - lentila, care arată ca o lentilă biconvexă. Cristalinul este atașat prin mușchi de sclera.

În spatele cristalinului se află corpul vitros. Este transparent și umple restul ochiului. Partea din spate a sclerei este fundul ochiului și este acoperită de retină.

Retina este formată din cele mai fine fibre care acoperă fundul ochiului. Sunt terminații ramificate ale nervului optic.

Lumina care cade asupra ochiului este refracta pe suprafata frontala a ochiului, in cornee, cristalin si corpul vitros, datorita faptului ca pe retina se formeaza o imagine reala, redusa, inversata a obiectului in cauza.

Lumina care cade pe terminațiile nervului optic, care alcătuiesc retina, irită aceste terminații. Iritațiile sunt transmise de-a lungul fibrelor nervoase către creier, iar o persoană primește o percepție vizuală a lumii înconjurătoare. Procesul vederii este corectat de creier, așa că percepem obiectul drept drept.

Curbura lentilei se poate modifica. Când ne uităm la obiecte îndepărtate, curbura lentilei nu este grozavă, deoarece mușchii care o înconjoară sunt relaxați. Când se uită la obiectele din apropiere, mușchii comprimă lentila, curbura acesteia crește.

Distanța de cea mai bună vedere pentru un ochi normal este de 25 cm. Vederea cu doi ochi mărește câmpul vizual și, de asemenea, ne permite să distingem care obiect este mai aproape și care este mai departe de noi. Faptul este că retinele ochiului stâng și dreptului produc imagini diferite una de cealaltă. Cu cât obiectul este mai aproape, cu atât această diferență este mai vizibilă; creează impresia unei diferențe de distanțe. Datorită vederii cu doi ochi, vedem un obiect în volum.

La o persoană cu vedere bună, normală, ochiul, într-o stare relaxată, colectează raze paralele într-un punct situat pe retină. Situația este diferită pentru persoanele care suferă de miopie și hipermetropie.

Miopie este un defect de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, sunt colectate nu pe retină, ci mai aproape de cristalin. Imaginile obiectelor îndepărtate apar așadar neclare și neclare pe retină. Pentru a obține o imagine clară pe retină, obiectul în cauză trebuie adus mai aproape de ochi.

Clarviziune este un defect de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, converg într-un astfel de unghi încât focarul să fie situat nu pe retină, ci în spatele acesteia. Imaginile cu obiecte îndepărtate de pe retină se dovedesc din nou a fi neclare și neclare. Deoarece ochiul cu vedere la depărtare nu este capabil să focalizeze nici măcar razele paralele pe retină, este și mai rău la colectarea razelor divergente care provin de la obiectele din apropiere. Prin urmare, hipermetropii au dificultăți în a vedea atât de departe, cât și de aproape.

Lentile sunt corpuri transparente delimitate pe ambele părți de suprafețe sferice.

Lentilele sunt de două tipuri: convexe (convergente) sau concave (difuzante). O lentilă convexă are un mijloc mai gros decât marginile sale, în timp ce o lentilă concavă are un mijloc mai subțire decât marginile sale.
Axa care trece prin centrul lentilei, perpendiculară pe lentilă, se numește axă optică principală.


Razele care rulează paralel cu axa optică principală sunt refractate pe măsură ce trec prin lentilă și sunt colectate într-un punct, numit punctul focal al lentilei sau pur și simplu punctul focal al lentilei (pentru o lentilă convergentă). În cazul unei lentile divergente, razele care rulează paralel cu axa optică principală sunt împrăștiate și se îndepărtează de axă, dar extensiile acestor raze se intersectează într-un punct, numit punct de focalizare aparent.


OF este distanța focală a lentilei (OF=F este pur și simplu notat cu litera F).
Puterea optică a unui obiectiv este inversul distanței sale focale. , măsurată în dioptrii [doptri].
De exemplu, dacă distanța focală a lentilei este de 20 cm (F=20cm=0,2m), atunci puterea sa optică este D=1/F=1/0,2=5 dioptrii
Pentru a construi o imagine folosind o lentilă, se folosesc următoarele reguli:
- raza care trece prin centrul cristalinului nu este refracta;
- o rază paralelă cu axa optică principală va refracta și trece prin punctul focal;
- raza care trece prin punctul focal după refracție va merge paralel cu axa optică principală;

Să luăm în considerare cazurile clasice: a) obiectul AB se află în spatele focarului dublu d>2F.


imagine: reală, redusă, inversată.

imagine: virtuală, redusă, directă.

B) obiectul AB este între focalizare și focalizare dublă F

imagine: reală, mărită, inversată.

B) obiectul AB se află între lentilă și focar d

imagine: virtuală, mărită, directă.

imagine: virtuală, redusă, directă.

D) obiectul AB este focalizat dublu d=F


imagine: reală, egală, inversată.

unde F este distanța focală a lentilei, d este distanța de la obiect la lentilă, f este distanța de la lentilă la imagine.

G este mărirea lentilei, h este înălțimea obiectului, H este înălțimea imaginii.

Temă OGE în fizică: Folosind o lentilă convergentă, se obține o imagine virtuală a unui obiect. Obiectul este situat la o distanță față de lentilă
1) distanță focală mai mică
2) egală cu distanța focală
3) distanță focală mai mare decât dublă
4) distanță focală mai mare și distanță focală dublă mai scurtă
Soluţie: O imagine virtuală a unui obiect folosind o lentilă convergentă poate fi obținută numai atunci când obiectul în raport cu lentila este situat la o distanță mai mică decât distanța focală. (vezi poza de mai sus)
Răspuns: 1
Temă OGE despre fizică: Figura prezintă traseul unei raze incidente pe o lentilă subțire cu distanța focală F. Linia punctată corespunde traseului razei care trece prin lentilă


Soluţie: Fasciculul 1 trece prin focalizare, ceea ce înseamnă că înainte de a merge paralel cu axa optică principală, raza 3 este paralelă cu axa optică principală, ceea ce înseamnă că înainte de a trece prin focarul lentilei (în stânga lentilei) , raza 2 este între ele.
Răspuns: 2
Temă OGE despre fizică: Obiectul este situat de la lentila convergentă la o distanță egală cu F. Care va fi imaginea obiectului?
1) direct, real
2) direct, imaginar
3) inversat, real
4) nu va exista nicio imagine
Soluţie: fasciculul care trece prin punctul focal și lovește lentila este paralel cu axa optică principală, fiind imposibil să se obțină imagini ale unui obiect situat la punctul focal.
Răspuns: 4
Temă OGE despre fizică: Un elev efectuează experimente cu două lentile, direcționând un fascicul paralel de lumină către ele. Calea razelor în aceste experimente este prezentată în figuri. Conform rezultatelor acestor experimente, distanța focală a lentilei este L 2

1) mai mare decât distanța focală a lentilei L 1
2) mai mică decât distanța focală a lentilei L 1
3) egală cu distanța focală a lentilei L 1
4) nu poate fi corelată cu distanța focală a lentilei L 1
Soluţie: după trecerea prin lentila L 2, razele merg paralele, prin urmare focarele celor două lentile coincid, figura arată că distanța focală a lentilei L2 este mai mică decât distanța focală a lentilei L 1
Răspuns: 2
Temă OGE despre fizică: Figura prezintă un obiect S și imaginea lui S′, obținută folosind

1) o lentilă convergentă subțire care este situată între obiect și imaginea acestuia
2) o lentilă subțire divergentă, care este situată în stânga imaginii
3) o lentilă convergentă subțire, care este situată în dreapta obiectului
4) o lentilă subțire divergentă, care este situată între obiect și imaginea acestuia
Soluţie: Conectând obiectul S și imaginea lui S′, vom afla unde se află centrul lentilei, deoarece imaginea S′ este mai mare decât obiectul S, ceea ce înseamnă că imaginea este mărită. Lentila convergentă produce o imagine mărită S′. (vezi mai sus în teorie)
Răspuns: 3
Temă OGE despre fizică: Obiectul este situat de lentila convergentă la o distanță mai mică de 2F și mai mare de F. Care vor fi dimensiunile imaginii în comparație cu dimensiunile obiectului?
1) mai mic
2) la fel
3) mare
4) nu va exista nicio imagine
Soluţie: Vezi punctul b de mai sus) obiectul AB se află între focalizare și focalizarea dublă.
Răspuns: 3
Temă OGE despre fizică: După trecerea prin dispozitivul optic, acoperit în figură de un ecran, traseul razelor 1 și 2 s-a schimbat la 1" și, respectiv, 2". În spatele ecranului se află

1) lentilă de colectare
2) lentilă divergentă
3) oglindă plată
4) placă de sticlă plan-paralelă
Soluţie: Razele, după ce trec prin dispozitivul optic, diverg, iar acest lucru este posibil numai după ce razele trec printr-o lentilă divergentă.
Răspuns: 2
Temă OGE despre fizică: Figura prezintă axa optică OO 1 a unei lentile subțiri, un obiect A și imaginea acestuia A 1, precum și traseul a două raze implicate în formarea imaginii.

Conform figurii, focalizarea lentilei este în punct
1) 1, iar lentila este convergentă
2) 2, iar lentila este convergentă
3) 1, iar lentila este divergentă
4) 2, iar lentila este divergentă
Soluţie: o rază care călătorește paralel cu axa optică principală, după ce trece prin lentilă, este refractă și trece prin punctul focal. Figura arată că acesta este punctul 2 și o lentilă convergentă.
Răspuns: 2
Temă OGE despre fizică: Elevul a examinat natura imaginii unui obiect din două lentile de sticlă: puterea optică a unei lentile D 1 = –5 dioptrii, a celeilalte D 2 = 8 dioptrii – și a făcut anumite concluzii. Din concluziile de mai jos, alege două corecte și notează-le numerele.
1) Ambele lentile sunt convergente.
2) Raza de curbură a suprafeței sferice a primei lentile este egală cu raza de curbură a suprafeței sferice a celei de-a doua lentile.
3) Distanța focală a primului obiectiv este mai mare în valoare absolută decât a celui de-al doilea.
4) Imaginea unui obiect creat de ambele lentile este întotdeauna directă.
5) Imaginea unui obiect creat de primul obiectiv este întotdeauna o imagine virtuală, iar imaginea creată de al doilea obiectiv este virtuală doar atunci când obiectul se află între obiectiv și focalizare.
Soluţie: Semnul minus arată că prima lentilă este divergentă, iar a doua este convergentă, prin urmare imaginea unui obiect creat de prima lentilă este întotdeauna o imagine imaginară, iar imaginea creată de a doua lentilă este imaginară numai atunci când obiectul este localizat. între obiectiv și focalizare. Distanța focală a primului obiectiv este mai mare ca mărime decât distanța focală a celui de-al doilea obiectiv. Din formula pentru puterea optică a lentilei F = 1/D, atunci F 1 = 0,2 m. F 2 = 0,125 m.
Răspuns: 35
Temă OGE despre fizică:În ce moment va fi localizată imaginea unei surse punctiforme S creată de o lentilă colectoare cu distanța focală F?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Soluţie:

Răspuns: 1
Temă OGE despre fizică: Poate o lentilă biconvexă să împrăștie un fascicul de raze paralele? Explică-ți răspunsul.
Soluţie: Poate dacă indicele de refracție al mediului este mai mare decât indicele de refracție al lentilei.
Temă OGE despre fizică: Figura prezintă o lentilă divergentă subțire și trei obiecte: A, B și C, situate pe axa optică a lentilei. Imaginea cărui obiect(e) dintr-un obiectiv a cărui distanță focală F va fi redusă, directă și virtuală?

1) doar A
2) doar B
3) doar B
4) toate cele trei articole
Soluţie: O lentilă subțire divergentă oferă întotdeauna o imagine redusă, directă și virtuală, indiferent de locația obiectului.
Răspuns: 4
Temă OGE în fizică (fipi): Un obiect situat între distanța focală și distanța focală dublă a obiectivului este mutat mai aproape de distanța focală dublă a obiectivului. Stabiliți o corespondență între mărimile fizice și posibilele modificări ale acestora atunci când un obiect se apropie de focalizarea dublă a lentilei.
Pentru fiecare cantitate, determinați natura corespunzătoare a modificării:
1) crește
2) scade
3) nu se schimbă
Notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare. Numerele din răspuns pot fi repetate.
Soluţie: Dacă un obiect se află între focalizare și focalizarea dublă, atunci imaginea sa este mărită și se află în spatele focalizării duble; la apropierea focalizării duble, dimensiunile vor scădea și imaginea va deveni mai aproape de obiectiv, deoarece dacă corpul este la dubla distanța focală, atunci imaginea este egală cu ea însăși și este situată pe focalizare duală.
Răspuns: 22
Misiunea pentru versiunea demo a OGE 2019: Figura prezintă trei obiecte: A, B și C. Imaginea cărui obiect(e) dintr-o lentilă convergentă subțire, a cărui distanță focală F, va fi redusă, inversată și reală?

1) doar A
2) doar B
3) doar B
4) toate cele trei articole
Soluţie: Imaginea va fi redusă, inversată și reală dacă obiectul se află în spatele focalizării duble d>2F (vezi teoria de mai sus). Obiectul A se află în spatele focalizării duble.

Concentrează-te distanţă este cea mai importantă colațiune fiecare lentile. Cu toate acestea, în mod tradițional, acest parametru nu este indicat pe lupă în sine. În cele mai multe cazuri, ele indică doar factorul de mărire, iar pe lentilele fără ramă nu există deseori nici un marcaj.

Vei avea nevoie

• Sursă de lumină
• Ecran
• Rigla
• Creion

Instrucțiuni

1. O metodă primitivă pentru determinarea distanței focale lentile– experimental. Plasați sursa de lumină la o anumită distanță de ecran, depășind evident distanța focală dublă distanţă lentile. Plasați o riglă paralelă cu segmentul imaginar care conectează sursa de lumină la ecran. Așezați lentila lângă sursa de lumină. Deplasați-l încet spre ecran până când apare pe el o imagine clară a sursei de lumină. Marcați pe riglă cu un creion locul unde se află lentila.

2. Continuați să mutați lentila spre ecran. La un anumit moment, o imagine clară a sursei de lumină va apărea din nou pe ecran. De asemenea, marcați această locație pe riglă lentile .

3. Măsura distanţăîntre sursa de lumină și ecran. Pătrat-o.

4. Măsura distanţăîntre prima și a doua locație lentileși, de asemenea, pătrat.

5. Scădeți al 2-lea din primul total la pătrat.

6. Împărțiți numărul rezultat din scădere la cvadruplu distanţăîntre sursa de lumină și ecran și obții focalizare distanţă lentile. Acesta va fi exprimat în aceleași unități în care s-au făcut măsurătorile. Dacă acest lucru nu vă convine, convertiți-l în unități care sunt confortabile pentru dvs.

7. Determinați focalizarea distanţă dispersiv lentile direct de neconceput. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de o lentilă suplimentară - o lentilă de colectare și focala acesteia distanţă poate fi necunoscut.

8. Poziționați sursa de lumină, ecranul și rigla în același mod ca în abilitățile anterioare. Îndepărtând încet lentila de colectare de sursa de lumină, obțineți o imagine clară a sursei de lumină pe ecran. Blocați lentila în această poziție.

9. Între ecran și lentila convergentă, plasați o focală divergentă distanţă pe care doriți să le măsurați. Imaginea va deveni neclară, dar nu trebuie să acordați atenție acestui lucru deocamdată. Măsurați cât de departe este acest obiectiv de ecran.

10. Mutați ecranul departe de lentile până când imaginea devine din nou focalizată. Măsoară nou distanţă de la ecran la difuzor lentile .

11. Înmulțiți primul distanţă pentru al doilea.

12. Scădeți al doilea distanţă din prima.

13. Împărțiți rezultatul înmulțirii cu rezultatul scăderii și obțineți focalizare distanţă dispersiv lentile .

Există două tipuri de lentile - convergente (convexe) și divergente (concave). Concentrează-te distanţă lentile – distanţă din lentile până la un punct care este o imagine a unui obiect nemăsurat de îndepărtat. Mai simplu spus, este punctul în care razele paralele de lumină se intersectează după ce trec prin lentilă.

Vei avea nevoie

• Pregătiți o lentilă, o foaie de hârtie, o riglă centimetru (25-50 cm), o sursă de lumină (o lumânare aprinsă, un felinar, o lampă mică de masă).

Instrucțiuni

1. Metoda 1 este cea mai primitivă. Mergeți într-un loc însorit. Cu sprijinul lentile focalizați razele clare pe o coală de hârtie. Schimbarea distanţăîntre lentilă și hârtie, obțineți cea mai mică dimensiune a punctului rezultat. Ca de obicei, hârtia începe să se carbonizeze. Distanța dintre obiectiv și foaia de hârtie în acest moment va corespunde distanței focale lentile .

2. Metoda 2 este tipică. Așezați sursa de lumină pe marginea mesei. Asezati un paravan improvizat pe cealalta margine, la o distanta de 50-80 cm. Fă-l dintr-un teanc de cărți sau o cutie mică și o coală de hârtie fixată vertical. Prin mișcarea lentilei, obțineți o imagine clară (cu susul în jos) a sursei de lumină pe ecran. Măsurați distanțe de la lentile la ecran și de la lentile la sursa de lumină. Acum calculul. Înmulțiți distanțele rezultate și împărțiți cu distanţă de la ecran la sursa de lumină. Numărul rezultat va fi numărul focal distanţă m lentile .

3. Pentru împrăștiere lentile totul este un pic mai dificil. Utilizați același echipament ca pentru a doua metodă cu o lentilă convergentă. Plasați lentila divergentă între ecran și lentila convergentă. Mișcare lentile pentru a obține o imagine clară a sursei de lumină. Fixați lentila convergentă static în această locație. Măsura distanţă de la ecran la difuzor lentile. Marcați cu cretă sau creion locul împrăștierii lentileși scoateți-l. Mutați ecranul mai aproape de lentila convergentă până când obțineți o imagine rece a sursei de lumină pe ecran. Măsura distanţă de la ecran până la locul unde se afla lentila divergentă. Înmulțiți distanțele rezultate și împărțiți cu diferența lor (scădeți cel mai mic din cel mai mare). Rezultatul este gata.

Notă!
Aveți grijă când utilizați surse de lumină. Respectați regulile electrice și de siguranță la incendiu.

Sfaturi utile
Dacă toate măsurătorile sunt luate în milimetri, atunci distanța focală rezultată va fi în milimetri.

Concentrează-te distanţă este distanța de la centrul optic până la planul focal la care sunt colectate razele și se formează imaginea. Se măsoară în milimetri. La achiziționarea unui aparat foto este strict necesar să se cunoască distanța focală a obiectivului, deoarece cu cât este mai mare, cu atât obiectivul mărește mai puternic imaginea subiectului fotografiat.

Vei avea nevoie

• Calculator.

Instrucțiuni

1. 1a metoda. Distanța focală poate fi determinată folosind formula lentilei subțiri: 1/distanța de la obiectiv la obiect+1/distanța de la obiectiv la imagine=1/distanța focală principală a obiectivului. Din această formulă, exprimați distanța focală principală a lentilei. Ar trebui să obțineți următoarea formulă: distanța focală principală a lentilei = distanța de la obiectiv la imagine * distanța de la obiectiv la obiect / (distanța de la obiectiv la imagine + distanța de la obiectiv la obiect). Acum calculați o cantitate necunoscută folosind un calculator.

2. Dacă în fața ta nu este o lentilă subțire, ci o lentilă groasă, atunci formula rămâne fără metamorfoză, dar distanțele se măsoară nu din centrul lentilei, ci din planurile principale. Pentru o imagine reală de la un obiect real într-o lentilă convergentă, luați distanța focală ca valoare corectă. Dacă obiectivul este divergent, distanța focală este negativă.

3. a 2-a metoda. Distanța focală poate fi determinată folosind formula de scară a imaginii: scară = distanța focală a lentilei/(distanța de la obiectiv la imagine - distanța focală a lentilei) sau scara = (distanța de la obiectiv la imagine - distanța focală de obiectivul)/distanța focală a lentilei. Exprimând distanța focală din această formulă, o puteți calcula cu ușurință.

4. a 3-a metoda. Distanța focală poate fi determinată folosind formula puterii optice a lentilei: puterea optică a lentilei = 1/distanță focală. Să exprimăm distanța focală din această formulă: distanța focală = 1/putere optică. Numără-l.

5. A patra metodă. Dacă vi se oferă grosimea și mărirea lentilei, atunci înmulțiți-le pentru a găsi distanța focală.

6. Acum știi cum să detectezi distanța focală. Alege una sau alta dintre metodele de mai sus în funcție de ceea ce ți se dă, iar apoi vei rezolva cu ușurință sarcina care ți-a fost atribuită. Asigurați-vă că determinați ce obiectiv se află în fața dvs., deoarece aceasta determină dacă distanța focală are o valoare pozitivă sau negativă. Și atunci vei rezolva totul fără o singură greșeală.

Să luăm acum în considerare un alt caz de mare importanță practică. Majoritatea lentilelor pe care le folosim au nu una, ci două interfețe. La ce duce asta? Să existe o lentilă de sticlă limitată de suprafețe cu curburi diferite (Fig. 27.5). Să luăm în considerare problema focalizării unui fascicul de lumină din punctul O în punctul O'. Cum să o facă? În primul rând, folosim formula (27.3) pentru prima suprafață, uitând de a doua suprafață. Acest lucru ne va permite să stabilim că lumina emisă în punctul O va părea să converge sau să diverge (în funcție de semnul distanței focale) de la un alt punct, să spunem O'. Să rezolvăm acum a doua parte a problemei. Există o altă suprafață între sticlă și aer, iar razele se apropie de ea, convergând spre punctul O’. Unde se vor întâlni de fapt? Să folosim din nou aceeași formulă! Constatăm că vor converge spre punctul O.” In acest fel poti parcurge 75 de suprafete, daca este cazul, aplicand constant aceeasi formula si trecand de la o suprafata la alta!

Există și formule și mai complexe care ne pot ajuta în acele cazuri rare din viața noastră când dintr-un motiv oarecare trebuie să urmărim calea luminii prin cinci suprafețe. Totuși, dacă acest lucru este cu adevărat necesar, atunci este mai bine să parcurgem secvențial cinci suprafețe decât să memorăm o grămadă de formule, pentru că se poate întâmpla să nu avem deloc de cap cu suprafețele!

În orice caz, principiul calculului este acesta: când trecem printr-o suprafață, găsim o nouă poziție, un nou punct de focalizare și îl considerăm ca o sursă pentru următoarea.

suprafețe etc. Adesea în sisteme există mai multe tipuri de sticlă cu indicatori diferiți n 1, n 2, ...; Prin urmare, pentru o soluție specifică a problemei, trebuie să generalizăm formula (27.3) pentru cazul a doi indicatori diferiți n 1, n 2. Este ușor de arătat că ecuația generalizată (27.3) are forma

Cazul este deosebit de simplu când suprafețele sunt apropiate una de cealaltă și erorile datorate grosimii finite pot fi neglijate. Luați în considerare lentila prezentată în fig. 27.6 și să punem următoarea întrebare: ce condiții trebuie să îndeplinească lentila pentru ca fasciculul de la O să fie focalizat în O’? Lăsați lumina să treacă exact prin marginea lentilei în punctul P. Apoi (neglijând temporar grosimea lentilei T cu indice de refracție n 2) timpul în exces de-a lungul traseului OPO' va fi egal cu (n 1 h 2 /2s). ) + (n 1 h 2 /2s') . Pentru a egaliza timpul pe traiectoria OPO' si timpul pe calea dreapta, lentila trebuie sa aiba o astfel de grosime T in centru incat sa intarzie lumina pentru timpul necesar. Prin urmare, grosimea lentilei T trebuie să satisfacă relația

De asemenea, puteți exprima T în termeni de razele ambelor suprafețe R 1 și R 2. Ținând cont de condiția 3 (dată la pagina 27), găsim pentru cazul R 1< R 2 (выпуклая линза)

De aici ajungem în sfârșit

Rețineți că, ca și înainte, atunci când un punct este la infinit, celălalt va fi situat la o distanță pe care o numim distanța focală f. Valoarea lui f este determinată de egalitate

unde n = n 2 /n 1.

În cazul opus, când s tinde spre infinit, s’ ajunge la distanța focală f’. Pentru obiectivul nostru, distanțele focale sunt aceleași. (Aici întâlnim un alt caz special al regulii generale, conform căruia raportul distanțelor focale este egal cu raportul indicilor de refracție ai celor două medii unde sunt focalizate razele. Pentru sistemul nostru optic, ambii indicatori sunt aceiași, și, prin urmare, distanța focală este egală.)

Să uităm pentru o clipă formula pentru focalizare. distante. Dacă ați cumpărat o lentilă cu raze de curbură necunoscute și un fel de indice de refracție, atunci distanța focală poate fi măsurată pur și simplu prin focalizarea razelor care provin de la o sursă îndepărtată. Cunoscând f, este mai convenabil să ne rescriem formula imediat în ceea ce privește distanța focală

Să vedem acum cum funcționează această formulă și ce rezultă din ea în diferite cazuri. În primul rând, dacă una dintre distanțele s și s' este infinită, cealaltă este egală cu f. Această condiție înseamnă că un fascicul de lumină paralel este focalizat la o distanță f și poate fi folosit în practică pentru a determina f. De asemenea, este interesant că ambele puncte se mișcă în aceeași direcție. Dacă unul merge la dreapta, atunci al doilea se mișcă în aceeași direcție. În cele din urmă, dacă s și s' sunt la fel, atunci fiecare este egal cu 2f.

O lentilă convergentă este un sistem optic care este ca o sferă aplatizată, ale cărei margini sunt mai subțiri decât centrul optic. Pentru a construi corect o imagine într-o lentilă convergentă, trebuie să țineți cont de câteva puncte importante care vor juca un rol cheie atât în ​​construcția, cât și în imaginea rezultată a obiectului. Multe dispozitive moderne funcționează pe aceste principii simple, folosind proprietățile unei lentile convergente și geometria construcției unei imagini a unui obiect.

Apărut în secolul al XX-lea, cuvântul provine din latină. Sticlă desemnată cu un centru convex sau concav. După o scurtă perioadă de timp, a început să fie utilizat în mod activ în fizică și s-a răspândit cu ajutorul științei și instrumentelor care au fost realizate pe baza ei. Diagrama unei lentile colectoare este un sistem de două emisfere aplatizate la margini, care sunt legate între ele printr-o latură plată și au același centru.

Punctul focal al unei lentile convergente este punctul în care se intersectează toate razele de lumină care trec. Acest punct este foarte important la construcție.

Distanța focală a lentilei colectoare- acesta nu este altceva decât un segment de la centrul acceptat al lentilei până la focalizare.

În funcție de locul exact pe care va fi amplasat obiectul care urmează să fie construit pe axa optică, puteți obține mai multe opțiuni tipice. Primul lucru de luat în considerare este când subiectul este direct focalizat. În acest caz, pur și simplu nu va fi posibilă construirea unei imagini, deoarece razele vor rula paralele unele cu altele. Prin urmare, este imposibil să obțineți o soluție. Acesta este un fel de anomalie în construcția imaginii unui obiect, care este justificată de geometrie.

Construirea unei imagini cu o lentilă convergentă subțire Nu este dificil dacă utilizați abordarea și algoritmul potrivite, datorită cărora puteți obține o imagine a oricărui obiect. Pentru a construi o imagine a unui obiect sunt suficiente două puncte principale, cu ajutorul cărora nu va fi dificil să proiectați imaginea obținută ca urmare a refracției luminii într-o lentilă colectoare. Merită remarcat principalele puncte în timpul construcției, fără de care va fi imposibil de făcut:

• O linie care trece prin centrul lentilei este considerată o rază, care își schimbă foarte ușor direcția în timpul trecerii prin lentilă.
• O linie trasată paralelă cu axa sa optică principală, care, după refracția în lentilă, trece prin focalizarea lentilelor convergente

Vă rugăm să rețineți că informații despre modul în care este calculată formula lentilei optice sunt disponibile la această adresă: .

Construirea unei imagini într-o fotografie cu lentile convergente

Mai jos sunt fotografii pe tema articolului „Construirea unei imagini într-o lentilă convergentă”. Pentru a deschide galeria foto, faceți clic pe miniatura imaginii.