Fizyka - soczewki sferyczne

Wprowadzenie

• Przezroczysty materiał (zwykle szkło) związany dwiema powierzchniami, z których jedna lub obie są kuliste, nazywany jest „soczewką sferyczną”.

Soczewka wypukła

• Soczewka może mieć dwie sferyczne powierzchnie wybrzuszające się na zewnątrz (jak pokazano na poniższym obrazku), jest znana jako soczewka wypukła lub podwójnie wypukła.

• Środkowa część tej soczewki jest wybrzuszona (grubsza) i na obu końcach wąska.

• Soczewka wypukła skupia promienie świetlne; dlatego jest również znany jakoconverging lens.

Soczewka wklęsła

• Soczewka może mieć dwie sferyczne powierzchnie zakrzywione do wewnątrz (jak pokazano na poniższym obrazku), jest znana jako soczewka wklęsła lub podwójna soczewka wklęsła.

• Środkowa część tej soczewki jest wąska (zakrzywiona do wewnątrz), a obie krawędzie są grubsze.

• Soczewka wklęsła rozprasza promienie świetlne; dlatego jest również znany jakodiverging lens.

• Soczewka, wklęsła lub wypukła, ma dwie powierzchnie kuliste, a każda z tych powierzchni stanowi część kuli. Centra tych sfer są znane jakocenters of curvature, reprezentowana angielską literą „C”.

• Ponieważ istnieją dwa środki krzywizny, dlatego reprezentowane są jako „C ₁ ” i „C ₂ ”.

• Wyimaginowana linia prosta, przechodząca przez oba środki krzywizny soczewki, jest znana jako principal axis.

• Środek optyczny jest centralnym punktem soczewki. Jest reprezentowany przez „O”.

• Otwór to rzeczywista średnica okrągłego obrysu soczewki sferycznej.

• Główne ognisko obiektywu jest reprezentowane przez „F”.

• Soczewka ma zwykle dwa ogniska reprezentowane jako F ₁ i F ₂ .

• Focal lengthto odległość między głównym ogniskiem a optycznym środkiem soczewki. Jest reprezentowany przez „f”.

• Poniższa tabela ilustruje naturę i położenie obrazów utworzonych przez soczewkę wypukłą -

Położenie obiektu	Pozycja obrazu	Rozmiar obrazu	Charakter obrazu	Wizerunek
W nieskończoności	W ognisku F 2	Mocno zmniejszone, spiczaste	Prawdziwe i odwrócone
Poza 2F 1	Czarno-biały F 2 i 2F 2	Zmniejszony	Prawdziwe i odwrócone
Na 2F 1	Na 2F 2	Ten sam rozmiar	Prawdziwe i odwrócone
Czarno-biały F 1 i 2F 1	Poza 2F 2	Powiększony	Prawdziwe i odwrócone
W punkcie skupienia F 1	W nieskończoności	Nieskończenie duże lub bardzo powiększone	Rzeczywiste i odwrócone d
Ogniskowanie czarno-białe F 1 i centrum optyczne O	Po tej samej stronie soczewki, co obiekt	Powiększony	Wirtualne i wyprostowane

• Poniższa tabela ilustruje naturę i położenie obrazów utworzonych przez soczewkę wklęsłą -

Położenie obiektu	Pozycja obrazu	Względny rozmiar obrazu	Charakter obrazu	Wizerunek
W nieskończoności	W ognisku F 1	Bardzo zminimalizowane, spiczaste	Wirtualne i wyprostowane
Czarno-biały nieskończoność i środek optyczny O soczewki	Czarno-biały F 1 i centrum optyczne O	Diminishe d	Wirtualne i wyprostowane

Formuła soczewki

• Formuła jest wyrażona jako -

$$ \ frac {1} {v} - \ frac {1} {u} = \ frac {1} {f} $$

• Formuła soczewki wyraża relacje między obiektem a odległością (tj u), odległość obrazu (tj v) i ogniskową (tj. f) obiektywu.