Linzen: typen fan linzen (natuerkunde). Foarmen fan it sammeljen, optyske dispersing lens. Hoe om te bepalen hokker soarte fan lens?

De linzen tend to hawwen in bolfoarmige of hast bolfoarmige oerflak. Se meie wêze bol, konkav of platte (striel of Infinity). Hat twa oerflak troch hokker ljocht passes. Se kinne kombinearre wurde yn ferskillende manieren om foarmje ferskillende typen fan linzen (foto jûn letter yn dit artikel):

• As beide oerflakken binne bolle (nei bûten ta bûgde) sintrale diel is dikker as de rânen.
• Lens mei bol en konkav sfearen hjit de meniscus.
• Lens mei in plat oerflak hjit in plano-konkav of plano-bolle, ôfhinklik fan 'e aard fan' e oare sfear.

Hoe om te bepalen hokker soarte fan lens? Lit ús ûndersykje dit yn mear detail.

Collecting linzen: typen fan linzen

Likefolle coupling oerflak as harren dikte yn it sintrale diel is grutter as de rânen, se wurde oantsjutten sammeljen. Hawwe in positive lingte. De neikommende soarten converging linzen:

• plano-bol,
• biconvex,
• a concavo-bolle (meniscus).

Se wurde neamd "posityf".

Spread linzen: typen fan linzen

As harren dikte is tinner yn it sintrum as by de rânen, se wurde neamd ferstruien. Hawwe in negative lingte. Der binne guon soarten fan ferstruien linzen:

• plano-konkav,
• biconcave,
• konkav-bolle (meniscus).

Se wurde neamd "negatyf."

basic konsepten

De rays diverge út in punt boarne fan ien punt. Se wurde neamd beam. Doe't de beam komt de lens, eltse beam wurdt refracted troch feroarjen syn rjochting. Om dy reden, de bondel kin út de lins yn in mear of minder divergent.

Guon soarten optyske linzen feroarje de rjochting fan de strielen sadat se converge op ien punt. As it ljocht boarne wurdt ôffierd op syn minst oan it brânpunt ôfstân, de bondel converges op in punt dêr't, op syn minst op deselde ôfstân.

Echte en firtuele ôfbyldings

In punt boarne fan ljocht hjit jildich foarwerp, en de punt fan de konverginsje fan de bondel fan strielen út 'e lins, it is in jildich byld.

Belang hat in rige fan punt boarnen ferdield oer meastal in plat flak. In foarbyld is it byld op 'e grûn glês, ferljochte fan efter. In oar foarbyld fan de Doodle Dies Birthday wurdt beljochte fan efter sadat it ljocht fan it trochjûn troch de lins, fermannichfâldicht it byld op in platte skerm.

Yn dizze gefallen, prate oer it fleantúch. Punt op de ôfbylding fleantúch 1: 1 korrespondearret mei punten op it foarwerp fleantúch. Itselde jildt foar de geometryske figueren, ek al de resultearjende byld kin wurde omkeard mei respekt foar it foarwerp fan boppen nei ûnderen of lofts nei rjochts.

Toe-rays op ien punt ûntstiet in echte byld, en it ferskil - tinkbyldige. As it is dúdlik sketst op it skerm - it is jildich. As deselde ôfbylding kin sjoen gewoan troch sjogge troch de lins nei it ljocht boarne, it is neamd tinkbyldich. Reflection yn 'e spegel - tinkbyldige. In plaatsje dat kin sjoen wurde fia in teleskoop - likegoed. Mar de projeksje fan de kamera lens nei de film jout in echte byld.

lingte

Focus linzen kin fûn wurde troch trochreis is in beam fan parallelle strielen. It punt dêr't se byinoar komme, en dan sil rjochtsje F. De ôfstân fan it middelpunt fan de lens hjit har fokale lingte f. kinne jo skip de parallelle strielen út 'e oare kant en sa fine F oan beide kanten. Elke lens hat twa twa F en f. As it is relatyf tin yn ferliking mei syn lingte, dat lêste binne ûngefear gelyk.

Divergence en konverginsje

Karakterisearre troch in positive lingte converging linzen. Foarmen fan dit type linzen (plano-bolle, biconcave, meniscus) ferminderjen de strielen komme út fan harren, mear as se hawwe werombrocht ta dit. It sammeljen linzen kinne wurde foarme as in echte en in imazjinêre ôfbylding. It earste wurdt foarme allinne as de ôfstân fan 'e lens nei it foarwerp is grutter as it brânpunt.

Karakterisearre troch in negatyf lingte útienrinnende linzen. Foarmen fan dit type linzen (plano-holle, biconcave, meniscus) verdunde rays mear as de skieding wie foardat krijen op har oerflak. Spread linzen meitsje in firtuele ôfbylding. Allinne as de konverginsje fan it ynsidint Strieling fan betsjutting (sy converge earne tusken de lins en de brânpunt oan de tsjinoerstelde kant) foarme rays meie noch converge te foarmje in echte byld.

wichtige ferskillen

It moat wêze hiel foarsichtich te ûnderskieden konverginsje of divergence fan de lizzers konverginsje of divergence lens. Soarten linzen en Puchkov Sveta meie net itselde. Rays ferbûn mei in foarwerp of ôfbylding punt, wurde neamd divergent as se "rinne wei" en convergent as se "sammelje" byinoar. Yn eltse coaxial optyske systeem optyske as is it paad fan 'e strielje. De beam lâns de assen foarby sûnder eltse feroaring fan rjochting as gefolch fan brekking. It is, yndie, in goede definysje fan it optyske as.

Beam dy't it ferpleatsen fuort út 'e fierte út' e optyske axis hjit divergent. En dyjinge dy't hieltyd tichter by him, hjit convergent. Rays bylâns de optischen assen, binne de nul konverginsje of divergence. Sa, doe't praten oer de konverginsje of divergence fan de bondel, dat korrelearden mei de optischen axis.

Guon typen fan linzen, it natuerkunde dêrfan is sa dat de bondel wurdt tsjin oan in grutter mjitte oan 'e optischen assen, wurde sammele. Se converge rays converge mear en divergent moving fuort minder. Se binne sels by steat, as har sterkens is genôch foar dit doel, meitsje der in bondeltsje fan parallel of convergent. Allyksa útienrinnende lens meie ontbinden mear útienrinnende rays, en converging - te meitsjen parallel of divergent.

magnifying bril

In lens mei twa bol oerflakken dikker yn it sintrum as by de rânen, en kin brûkt wurde as in ienfâldich fergrutter of loupe. Yn dit gefal, de waarnimmer sjogge troch har tinkbyldige, grut byld. De kamera lens, lykwols, foarmje op de film of sensor eigentlike meastal fermindere yn grutte fergelike mei it foarwerp.

spectacles

It fermogen fan de lins te feroarjen de konverginsje fan ljocht hjit syn sterkens. It wurdt útdrukt yn diopters D = 1 / f, dêr't f - fokale lingte yn meters.

Yn de lins mei de krêft fan 5 diopters f = 20 sm. Dit jout Diopter Optometrist skriuwen prescription bril. Bygelyks, hy opnaam 5.2 diopters. Yn de wurkpleats klear workpiece nimme 5 diopters, resultearret yn it fabryk, en in bytsje grind iene oerflak te foegjen 0,2 diopters. Utgongspunt is dat foar tinne linzen, wêryn twa gebieten binne ticht by elkoar, wurdt waarnommen regel dat harren totale macht is de som fan elke dioptre: D = D ₁ + D _2.

Galileo syn teleskoop

Yn Galilei syn tiid (it begjin fan XVII ieu), wiist yn Europa wiene in soad beskikber. Se wurde al gau fabrisearre yn Nederlân en ferspraat troch de strjitte leveransiers. Galilei hearde dat immen yn Nederlân sette de twa soarten fan linzen yn in buis, nei fiere foarwerpen lykje grutter. Hy brûkte in telephoto lens verzamelt yn ien ein fan de buis, en in koarte-throw ferstruien okulêr oan 'e oare ein. As de lins lingte gelyk oan f _o en okulêr f _e, de ôfstân tusken harren moat wêze f _o -f _e, en de krêft (angular magnification) f _o / f _e. Sa'n regeling wurdt neamd Galileo piip.

Teleskoop hat grutter 5 of 6 keppel, fergelykber mei eigentiidske hand-holden kiker. Dat is genôch foar in soad spannende astronomyske observaasjes. Jo kinne maklik sjogge de moannelanner kraters, fjouwer moannen fan Jupiter, de ringen fan Saturnus, de fazes fan Fenus, nebulae, en stjer klusters, likegoed as flau stjerren yn it Molkenpaad.

Kepler teleskoop

Kepler hearde oer dit alles (korrespondearre hy Galileo) en boude in oare soarte fan teleskoop mei twa sammelje linzen. Ien dêr't in grutte lingte, in lins, en ien dêr't it is minder - it okulêr. De ôfstân tusken harren is gelyk oan f _o + f _e, en de angular magnification is f _o / f _e. Dit Keplerian (of astronomyske) teleskoop skept in omkeard byld, mar foar de stjerren of de moanne dat docht der net ta. Dizze regeling hat jûn in mear noch ferljochting mei it mêd fan sicht as de gallileeër teleskoop, en wie handiger om te brûken as it makket it mooglik te hâlden dyn eagen yn in fêste posysje en sjogge it hiele gebiet fan each fan râne nei râne. It apparaat makket it mooglik om te kommen ta in hegere tanimmen as Galileo tube sûnder serieuze efterútgong.

Beide teleskopen lije oan sfearyske aberraasje, resultearret yn in ôfbylding net hielendal rjochte, en chromatic aberraasje, dy't skept kleur fringing. Kepler (Newton), leauden dat dizze gebreken kinne net oerwûn wurde. Se woe net antisipearje dat der mooglik soarten achromatic linzen, de fysika fan dat wurdt bekend allinnich yn de XIX ieu.

reflecting teleskoop

Gregory suggerearre dat as de lens teleskoop spegels meie brûkt wurde, omdat se hawwe gjin kleur fringing. Newton naam dit idee en makke in Newtonian teleskoop de foarm fan in konkav silvered spegel en in posityf okulêr. Hy krige de stekproef oan de Royal Society, dêr't er bliuwt oant hjoed de dei.

Single-lens teleskoop kin projekt in ôfbylding nei in skerm of film. Foar goede stiging freget om in positive lins mei in grutte fokale ôfstân, sizze, 0.5 m, 1 m of soad meter. Sa'n regeling wurdt faak brûkt yn astronomyske fotografy. Minsken ûnbekend mei optika meie lykje paradoksale sitewaasje dêr't swakker lange fokus lens jout grutter wurdt grutter.

sfearen

It is suggerearre dat de âlde kultueren meie hawwe hie teleskopen, om't hja diene de lytse glêzen pearels. It probleem is dat it is ûnbekend wat se waarden brûkt, en se binne, fansels, koe net foarmje de basis fan in goede teleskoop. Ballen kinne brûkt wurde foar it ferheegjen fan de lytse foarwerpen, mar de kwaliteit tagelyk wie amper befredigjend.

De lingte fan 'e ideale glêzen bol is hiel koart en foarmet in wiere byld is hiel ticht by de bol. Dêrneist aberrations (geometryske ferfoarming) fan betsjutting. It probleem leit yn de ôfstân tusken de twa flakken.

Lykwols, as jo meitsje in djippe ekwatoriaal Groove blokkearje de strielen, dy't feroarsaakje byld mankeminten, het blijkt hiel midsmjittich fergrutglês yn in boete. Dit beslút wurdt taskreaun oan Coddington, in fergrutter fan syn namme kin oanskaft wurde hjoed op in lytse kant-holden fergrutglêzen studearje hiel lytse foarwerpen. Mar it bewiis dat dit waard dien foar de 19e ieu, nee.