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.