КОНВЕРГЕНТНА ЛЕЩА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ВИДОВЕ И РЕШЕН УПРАЖНЕНИЕ - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На сближават лещите са тези, по-тънки в краищата, които са по-дебели в централната му част. Като следствие те концентрират (сближават) лъчите светлина, които падат върху тях успоредно на главната ос в една точка. Тази точка се нарича фокус или фокус на изображението и се представя от буквата F. Конвергентните или положителните лещи образуват така наречените реални изображения на обекти.

Типичен пример за конвергентна леща е лупа. Обичайно е този тип лещи да се намират в много по-сложни устройства като микроскопи или телескопи. Всъщност основен съставен микроскоп е този, съставен от две сближаващи се лещи, които имат малко фокусно разстояние. Тези лещи се наричат ​​обективни и очни.

Лупа, сближаваща се леща.

Конвергентните лещи се използват в оптиката за различни приложения, въпреки че може би най-известното е да коригирате дефектите на зрението. По този начин, те са показани за лечение на хиперопия, пресбиопия, а също и някои видове астигматизъм, като хиперопичен астигматизъм.

характеристики

Конвергентна леща. Четворно

Конвергентните лещи имат редица характеристики, които ги определят. Във всеки случай, може би най-важният е този, който вече сме напреднали в неговото определение. По този начин конвергентните лещи се характеризират с отклоняване през фокуса на всеки лъч, който пада върху тях в посока, успоредна на основната ос.

Освен това, реципрочно всеки падащ лъч, който преминава фокуса, се пречупва успоредно на оптичната ос на лещата.

Конвергентни елементи на лещите

За неговото изследване е важно да се знае какви елементи представляват лещите като цяло и в частност сближаващите лещи.

По принцип той се нарича оптичен център на лещата до точката, в която всеки лъч, който минава през нея, не изпитва никакво отклонение.

Основната ос е линията, която се присъединява към оптичния център, а основният фокус, който вече коментирахме, е представен с буквата F.

Основният фокус е точката, в която всички лъчи, които удрят лещата, са успоредни на основната ос.

Фокусното разстояние е разстоянието между оптичния център и фокуса.

Центровете на кривината се определят като центровете на сферите, които създават лещата; Радиусите на кривината са радиусите на сферите, които пораждат лещата.

И накрая, централната равнина на лещата се нарича оптична равнина.

Образуване на изображение в конвергентни лещи

За да се формират изображенията в конвергентни лещи, трябва да се вземат предвид серия от основни правила, които са обяснени по-долу.

Ако лъчът удари обектива успоредно на оста, появяващият се лъч се сближава върху фокуса на изображението. И обратно, ако инцидентен лъч преминава през фокуса на обекта, лъчът се появява в посока, успоредна на оста. И накрая, лъчите, които минават през оптичния център, се пречупват, без да изпитват какъвто и да е вид отклонение.

В резултат на това в конвергентна леща могат да възникнат следните ситуации:

- Че обектът е разположен по отношение на оптичната равнина на разстояние, по-голямо от два пъти фокусното разстояние. В този случай изображението, което се получава, е истинско, обърнато и по-малко от обекта.

- Че обектът е разположен на разстояние от оптичната равнина, равно на два пъти фокусното разстояние. Когато това се случи, полученото изображение е истинско изображение, обърнато и със същия размер като обекта.

- Че обектът е на разстояние от оптичната равнина между веднъж и два пъти фокусното разстояние. Тогава се получава изображение, което е истинско, обърнато и по-голямо от оригиналния обект.

- Че обектът е разположен на разстояние от оптичната равнина, което е по-малко от фокусното разстояние. В този случай изображението ще бъде виртуално, директно и по-голямо от обекта.

Видове конвергентни лещи

Има три различни типа конвергентни лещи: двойно изпъкнали лещи, плано-изпъкнали лещи и вдлъбнато-изпъкнали лещи.

Биконвексните лещи, както подсказва името, са съставени от две изпъкнали повърхности. Междувременно плано-изпъкналите имат равна и изпъкнала повърхност. И накрая, вдлъбнатите изпъкнали лещи са съставени от леко вдлъбната и изпъкнала повърхност.

Разлика с разминаващи се лещи

Конвергентна леща. Fir0002 (беседа) (Качи)

Различните лещи, от друга страна, се различават от конвергентните лещи по това, че дебелината намалява от ръбовете към центъра. Така, противно на случилото се с конвергентни лещи, при този тип лещи светлинните лъчи, които удрят успоредно на основната ос, са разделени. По този начин те формират така наречените виртуални изображения на обекти.

В оптиката дивергентните или отрицателните лещи, както са известни, се използват главно за коригиране на късогледството.

Гаусови уравнения на тънки лещи и увеличение на леща

Като цяло, типът лещи, които се изучават, се наричат ​​тънки лещи. Те се определят като тези, които имат малка дебелина в сравнение с радиусите на кривина на повърхностите, които ги ограничават.

Този тип леща може да се изучава с уравнението на Гаус и с уравнението, което позволява да се определи увеличението на лещата.

Уравнение на Гаус

Уравнението на Гаус за тънки лещи се използва за решаване на множество основни оптични проблеми. Оттук и голямото му значение. Изразът му е следният:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Където 1 / f е това, което се нарича силата на лещата и f е фокусното разстояние или разстоянието от оптичния център до фокуса F. Единицата за измерване на мощността на лещата е диоптъра (D), където 1 D = 1 m ^-1. От своя страна, p и q са съответно разстоянието, на което се намира обект, и разстоянието, на което се наблюдава неговото изображение.

Увеличение на леща

Страничното увеличение на тънка леща се получава със следния израз:

M = - q / p

Където М е увеличението. От стойността на увеличението могат да се изведат редица последици:

Ако -M-> 1, размерът на изображението е по-голям от обекта

Ако -M- <1, размерът на изображението е по-малък от размера на обекта

Ако M> 0, изображението е правилно и от същата страна на обектива като обекта (виртуално изображение)

Ако M <0, изображението е обърнато и от противоположната страна на обекта (реално изображение)

Упражнението е разрешено

Тяло се намира на един метър от сближаваща леща, която има фокусно разстояние от 0,5 метра. Как ще изглежда изображението на тялото? Колко далеч ще бъде?

Имаме следните данни: p = 1 m; f = 0,5 m.

Ние включваме тези стойности в уравнението на Гаус за тънки лещи:

1 / f = 1 / p + 1 / q

И остава следното:

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

Изолираме 1 / q

1 / q = 1

За да изчистите q и да получите:

q = 1

Следователно в уравнението заместваме увеличението на лещата:

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

Следователно изображението е истинско, тъй като q> 0, обърнато, защото M <0 и с еднакъв размер, тъй като абсолютната стойност на M е 1. Накрая, изображението е на един метър от фокуса.

Препратки

1. Светлина (втора). В Уикипедия. Произведено на 18 март 2019 г. от es.wikipedia.org.
2. Лекнер, Джон (1987). Теория на отражението, на електромагнитните и частичните вълни. Springer.
3. Светлина (втора). В Уикипедия. Произведено на 20 март 2019 г. от en.wikipedia.org.
4. Обектив (втори). В Уикипедия. Произведено на 17 март 2019 г. от es.wikipedia.org.
5. Обектив (оптика). В Уикипедия. Произведено на 19 март 2019 г. от en.wikipedia.org.
6. Хехт, Юджийн (2002). Оптика (4-то издание). Адисън Уесли.
7. Типлер, Пол Алън (1994). Физическа. 3-то издание. Барселона: обърнах се.