Chia sẻ:
Các tính năng, loại và ống kính hội tụ được giải quyết
các thấu kính hội tụ chúng là những phần dày hơn ở phần trung tâm và mỏng hơn ở các cạnh. Kết quả là, chúng tập trung (hội tụ) vào một điểm duy nhất các tia sáng chiếu vào chúng song song với trục chính. Điểm này được gọi là tiêu điểm, hoặc tiêu điểm hình ảnh và được biểu thị bằng chữ F. Các thấu kính hội tụ hoặc tích cực tạo thành những gì được gọi là hình ảnh thực của các đối tượng.
Một ví dụ điển hình của thấu kính hội tụ là kính lúp. Tuy nhiên, người ta thường tìm thấy loại ống kính này trong các thiết bị phức tạp hơn nhiều như kính hiển vi hoặc kính thiên văn. Trên thực tế, một kính hiển vi tổng hợp cơ bản được cấu thành bởi hai thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ. Những ống kính này được gọi là vật kính và mắt.
Các thấu kính hội tụ được sử dụng trong quang học cho các ứng dụng khác nhau, mặc dù có lẽ điều được biết đến nhiều nhất là sửa các khiếm khuyết thị giác. Vì vậy, chúng được chỉ định để điều trị viễn thị, viễn thị và một số loại loạn thị như loạn thị hypermetropic..
Chỉ số
- 1 Đặc điểm
- 2 yếu tố của thấu kính hội tụ
- 3 Hình thành hình ảnh trong thấu kính hội tụ
- 4 loại thấu kính hội tụ
- 5 Sự khác biệt với ống kính phân kỳ
- 6 phương trình Gaussian của thấu kính mỏng và độ phóng đại của thấu kính
- Phương trình 6.1 Gauss
- 6.2 Tăng ống kính
- 7 bài tập đã giải
- 8 tài liệu tham khảo
Tính năng
Thấu kính hội tụ có một loạt các đặc điểm xác định chúng. Trong mọi trường hợp, có lẽ quan trọng nhất là cái mà chúng ta đã nâng cao trong định nghĩa của nó. Do đó, các thấu kính hội tụ được đặc trưng bằng cách làm lệch hướng tiêu điểm bất kỳ tia nào chiếu chúng theo hướng song song với trục chính.
Ngoài ra, ngược lại, bất kỳ tia tới nào đi qua tiêu điểm đều bị khúc xạ song song với trục quang của ống kính.
Các yếu tố của thấu kính hội tụ
Theo quan điểm nghiên cứu của mình, điều quan trọng là phải biết những yếu tố nào tạo thành thấu kính nói chung và thấu kính hội tụ nói riêng.
Nói chung, tâm quang của thấu kính được gọi là điểm mà mọi tia đi qua nó không gặp bất kỳ sai lệch nào.
Trục chính là đường nối với trung tâm quang học và tiêu điểm chính, mà chúng ta đã đề cập được thể hiện bằng chữ F.
Trọng tâm chính là điểm tại đó tất cả các tia chiếu vào thấu kính song song với trục chính được tìm thấy.
Khoảng cách giữa tâm quang và tiêu điểm được gọi là khoảng cách tiêu cự.
Các tâm cong được định nghĩa là tâm của các mặt cầu tạo ra thấu kính; về phần mình, bán kính cong của bán kính của các mặt cầu tạo ra thấu kính.
Và cuối cùng, mặt phẳng trung tâm của thấu kính được gọi là mặt phẳng quang.
Hình thành các hình ảnh trong thấu kính hội tụ
Liên quan đến sự hình thành của hình ảnh trong các thấu kính hội tụ, một loạt các quy tắc cơ bản phải được tính đến được giải thích dưới đây.
Nếu tia chiếu vào thấu kính song song với trục, thì tia sáng sẽ hội tụ vào tiêu điểm ảnh. Ngược lại, nếu một tia tới đi qua tiêu điểm của vật thể, thì tia đó nổi lên theo hướng song song với trục. Cuối cùng, các tia đi qua trung tâm quang học bị khúc xạ mà không gặp bất kỳ loại sai lệch nào.
Kết quả là, trong một thấu kính hội tụ, các tình huống sau có thể xảy ra:
- Đối tượng đó được đặt đối với mặt phẳng quang học ở khoảng cách lớn hơn hai lần độ dài tiêu cự. Trong trường hợp đó, hình ảnh được tạo ra là thật, ngược và nhỏ hơn đối tượng.
- Đối tượng đó nằm ở khoảng cách từ mặt phẳng quang bằng hai lần độ dài tiêu cự. Khi điều này xảy ra, hình ảnh thu được là một hình ảnh thực, đảo ngược và có cùng kích thước với đối tượng.
- Rằng vật ở khoảng cách từ mặt phẳng quang giữa một lần và hai lần khoảng cách tiêu cự. Sau đó, một hình ảnh được tạo ra là thật, ngược và lớn hơn so với đối tượng ban đầu.
- Rằng đối tượng nằm ở khoảng cách từ mặt phẳng quang kém hơn khoảng cách tiêu cự. Trong trường hợp đó, hình ảnh sẽ là ảo, trực tiếp và lớn hơn đối tượng.
Các loại thấu kính hội tụ
Có ba loại thấu kính hội tụ khác nhau: thấu kính hai mặt, thấu kính hai mặt và thấu kính lõm.
Thấu kính hai mặt, như tên cho thấy, bao gồm hai bề mặt lồi. Mặt khác, Planoconvexas có bề mặt phẳng và bề mặt lồi. Và cuối cùng, thấu kính lồi được cấu tạo bởi bề mặt hơi lõm và lồi.
Sự khác biệt với ống kính phân kỳ
Mặt khác, thấu kính phân kỳ khác với thấu kính hội tụ ở chỗ độ dày giảm dần từ các cạnh về phía trung tâm. Do đó, trái với những gì đã xảy ra với điểm hội tụ, trong loại thấu kính này, các tia sáng chiếu song song với trục chính được tách ra. Theo cách này, chúng tạo thành cái được gọi là hình ảnh ảo của các đối tượng.
Trong quang học, thấu kính phân kỳ hoặc tiêu cực, như chúng cũng được biết đến, chủ yếu được sử dụng để điều chỉnh cận thị.
Phương trình Gauss của thấu kính mỏng và độ phóng đại của thấu kính
Nói chung, loại ống kính được nghiên cứu là những gì được gọi là ống kính mỏng. Chúng được định nghĩa là những bề mặt có độ dày nhỏ so với bán kính cong của các bề mặt giới hạn chúng.
Loại ống kính này có thể được nghiên cứu với phương trình Gauss và với phương trình cho phép xác định độ phóng đại của ống kính.
Phương trình Gauss
Phương trình Gaussian của thấu kính mỏng phục vụ để giải quyết nhiều vấn đề quang học cơ bản. Do đó tầm quan trọng của nó. Biểu hiện của nó là như sau:
1 / f = 1 / p + 1 / q
Trong đó 1 / f là công suất của thấu kính và f là khoảng cách tiêu cự hoặc khoảng cách từ tâm quang đến tiêu điểm F. Đơn vị đo công suất của thấu kính là diopter (D), trong đó 1 D = 1 m-1. Mặt khác, p và q tương ứng là khoảng cách mà một đối tượng được đặt và khoảng cách mà hình ảnh của nó được quan sát.
Độ phóng đại của ống kính
Độ phóng đại bên của một thấu kính mỏng thu được với biểu thức sau:
M = - q / p
Trong đó M là mức tăng. Từ giá trị của sự gia tăng, một loạt các hậu quả có thể được suy ra:
Có | M | > 1, kích thước của hình ảnh lớn hơn đối tượng
Có | M | < 1, el tamaño de la imagen es menor que el del objeto
Nếu M> 0, ảnh ở bên phải và cùng phía của ống kính với đối tượng (ảnh ảo)
Có M < 0, la imagen está invertida y en el lado contrario que el objeto (imagen real)
Tập thể dục quyết tâm
Một cơ thể nằm cách thấu kính hội tụ một mét, có tiêu cự 0,5 mét. Hình ảnh cơ thể sẽ trông như thế nào? Bạn sẽ đi bao xa?
Chúng tôi có các dữ liệu sau: p = 1 m; f = 0,5 m.
Chúng tôi thay thế các giá trị này vào phương trình Gaussian của các thấu kính mỏng:
1 / f = 1 / p + 1 / q
Và sau đây là:
1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q
Chúng tôi đã xóa 1 / q
1 / q = 1
Để, sau đó, xóa q và nhận:
q = 1
Do đó, chúng tôi thay thế trong phương trình phóng đại của ống kính:
M = - q / p = -1 / 1 = -1
Do đó, hình ảnh là thật vì q> 0, bị đảo ngược vì M < 0 y de igual tamaño dado que el valor absoluto de M es 1. Por último, la imagen se encuentra a un metro de distancia del foco.
Tài liệu tham khảo
- Ánh sáng (ví dụ). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 18 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
- Lekner, John (1987). Lý thuyết về sự phản xạ, của sóng điện từ và hạt. Mùa xuân.
- Ánh sáng (ví dụ). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 20 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
- Ống kính (ví dụ). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 17 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
- Ống kính (quang học). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
- Hecht, Eugene (2002). Quang học (tái bản lần thứ 4). Addison Wesley.
- Tipler, Paul Allen (1994). Vật lý Phiên bản thứ 3. Barcelona: Hoàn nguyên.