SOCZEWKA ROZBIEŻNA: CHARAKTERYSTYKA, ELEMENTY, RODZAJE, ZASTOSOWANIA - FIZYCZNY - 2026

Te odbiegające soczewki są te, które są cieńsze w jego centralnej części, a grubsza na brzegach. W konsekwencji oddzielają (rozchodzą się) promienie światła, które padają na nie równolegle do głównej osi. Jego rozszerzenia kończą się zbieganiem w ognisku obrazu znajdującym się po lewej stronie obiektywu.

Soczewki rozbieżne lub negatyw, jak się je nazywa, tworzą tak zwane wirtualne obrazy obiektów. Mają różne zastosowania. W szczególności w okulistyce służą do korekcji krótkowzroczności i niektórych typów astygmatyzmu.

Randrijo87

Jeśli więc jesteś krótkowzroczny i nosisz okulary, masz pod ręką doskonały przykład rozbieżnej soczewki.

Rozbieżne cechy obiektywu

Jak wyjaśniono wcześniej, rozbieżne soczewki są węższe w środkowej części niż na krawędziach. Ponadto w tego typu soczewkach jedna z jego powierzchni jest zawsze wklęsła. Daje to temu typowi soczewek szereg cech.

Po pierwsze, przedłużenie padających na nie promieni skutkuje wirtualnymi obrazami, których nie można zebrać na żadnym ekranie. Dzieje się tak, ponieważ promienie przechodzące przez soczewkę nie zbiegają się w żadnym punkcie, ponieważ rozchodzą się we wszystkich kierunkach. Ponadto, w zależności od krzywizny soczewki, promienie będą otwierać się w większym lub mniejszym stopniu.

Inną ważną cechą tego typu soczewek jest to, że ognisko znajduje się na lewo od soczewki, czyli pomiędzy nią a obiektem.

Ponadto w soczewkach rozbieżnych obrazy są mniejsze niż obiekt i znajdują się między nim a ogniskiem.

JiPaul / od Henrik

Rozbieżne elementy soczewki

Podczas ich badania trzeba wiedzieć, jakie elementy składają się na soczewki, a w szczególności soczewki rozbieżne.

Punkt, przez który promienie nie są odchylane, nazywany jest optycznym środkiem soczewki. Z kolei główną osią jest linia łącząca wspomniany punkt i główny punkt skupienia, przy czym ten ostatni jest reprezentowany przez literę F.

Nazwa ognisko główne to punkt, w którym wszystkie promienie padające na soczewkę znajdują się równolegle do głównej osi.

W ten sposób odległość między centrum optycznym a ogniskiem nazywana jest ogniskową.

Środki krzywizny definiuje się jako środki kulek tworzących soczewkę; W ten sposób promienie krzywizny są promieniami kulek, z których powstaje soczewka. I wreszcie płaszczyzna środkowa soczewki nazywana jest płaszczyzną optyczną.

Obrazowanie

Aby graficznie określić powstawanie obrazu w cienkiej soczewce, wystarczy znać kierunek, w
którym podążą dwa z trzech promieni, których trajektoria jest znana.

Jednym z nich jest ten, który uderza w obiektyw równolegle do osi optycznej obiektywu. To, raz załamane w soczewce, przejdzie przez ognisko obrazu. Drugie z promieni, których droga jest znana, to promienie przechodzące przez centrum optyczne. Nie zmieni to jego trajektorii.

Trzeci i ostatni to ten, który przechodzi przez ognisko obiektu (lub jego przedłużenie przecina ognisko obiektu), który po załamaniu będzie podążał w kierunku równoległym do osi optycznej soczewki.

W ten sposób na ogół jeden lub drugi rodzaj obrazu będzie tworzony w soczewkach w zależności od położenia przedmiotu lub korpusu w stosunku do soczewki.

Jednak w szczególnym przypadku soczewek rozbieżnych, niezależnie od położenia korpusu przed soczewką, utworzony obraz będzie miał pewne cechy. I to jest tak, że w rozbieżnych soczewkach obraz zawsze będzie wirtualny, mniejszy od ciała i właściwy.

Aplikacje

Fakt, że potrafią one oddzielić przechodzące przez nie światło, nadaje rozbieżnym soczewkom kilka interesujących właściwości w dziedzinie optyki. W ten sposób mogą korygować krótkowzroczność i niektóre specyficzne typy astygmatyzmu.

Rozbieżne soczewki oftalmiczne oddzielają promienie światła, tak że docierając do ludzkiego oka, są dalej od siebie. Tak więc, gdy przekraczają rogówkę i soczewkę, idą dalej i mogą dotrzeć do siatkówki, powodując problemy ze wzrokiem u osób z krótkowzrocznością.

Rodzaje

Jak już omówiliśmy, soczewki zbieżne mają co najmniej jedną wklęsłą powierzchnię. Z tego powodu istnieją trzy typy rozbieżnych soczewek: dwuwklęsłe, płasko-wklęsłe i wypukłe-wklęsłe.

Soczewki dwuwklęsłe rozbieżne składają się z dwóch powierzchni wklęsłych, soczewki płasko-wklęsłe mają powierzchnię wklęsłą i płaską, natomiast w menisku wypukłym lub rozbieżnym jedna powierzchnia jest lekko wypukła, a druga wklęsła.

Różnice w przypadku soczewek zbieżnych

W soczewkach zbieżnych, w przeciwieństwie do tego, co dzieje się w soczewkach rozbieżnych, grubość zmniejsza się od środka w kierunku krawędzi. Zatem w tego typu soczewkach promienie świetlne, które padają równolegle do głównej osi, są skupione lub zbiegają się w jednym punkcie (w ognisku). W ten sposób zawsze tworzą prawdziwe obrazy przedmiotów.

W optyce soczewki zbieżne lub dodatnie są używane głównie do korekcji nadwzroczności, starczowzroczności i niektórych typów astygmatyzmu.

Grantexgator

Równanie Gaussa soczewek i powiększenie soczewki

Typy najczęściej badanych soczewek są znane jako soczewki cienkie. To definiuje wszystkie soczewki, których grubość jest bardzo mała w porównaniu z promieniami krzywizny powierzchni, które je ograniczają.

Badanie tego typu soczewki można przeprowadzić głównie za pomocą dwóch równań: równania Gaussa oraz równania, które pozwala określić powiększenie soczewki.

Równanie Gaussa

Znaczenie równania Gaussa dla cienkich soczewek polega na dużej liczbie podstawowych problemów optycznych, które może rozwiązać. Jej wyraz jest następujący:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Gdzie 1 / f to moc obiektywu, a f to ogniskowa lub odległość od środka optycznego do ogniska F.Jednostką miary mocy obiektywu jest dioptria (D), przy czym wartość wynosi 1 D = 1 m ^-1 . Z kolei p i q to odpowiednio odległość, w jakiej znajduje się obiekt, oraz odległość, z której obserwuje się jego obraz.

Ćwiczenie rozwiązane

Ciało jest umieszczane 40 cm od soczewki rozbieżnej o ogniskowej -40 cm. Oblicz wysokość obrazu, jeśli wysokość obiektu wynosi 5 cm. Sprawdź także, czy obraz jest prosty czy odwrócony.

Mamy następujące dane: h = 5 cm; p = 40 cm; f = -40 cm.

Te wartości są podstawiane do równania Gaussa dla cienkich soczewek:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Otrzymujesz:

1 / -40 = 1/40 + 1 / q

Skąd q = - 20 cm

Następnie wynik otrzymany wcześniej w równaniu podstawiamy na powiększenie soczewki:

M = - q / p = - -20 / 40 = 0,5

Uzyskanie, że wartość podwyższenia wynosi:

M = h '/ h = 0,5

Rozwiązując z tego równania h ', które jest wartością wysokości obrazu, otrzymujemy:

h '= h / 2 = 2,5 cm.

Wysokość obrazu 2,5 cm. Ponadto obraz jest prosty, ponieważ M> 0 i pomniejszony, ponieważ wartość bezwzględna M jest mniejsza niż 1.

Bibliografia

1. Światło (nd). Na Wikipedii. Pobrane 11 kwietnia 2019 r. Z es.wikipedia.org.
2. Lekner, John (1987). Teoria odbicia fal elektromagnetycznych i cząstek. Skoczek.
3. Światło (nd). W Wikipedii. Pobrane 11 kwietnia 2019 r. Z en.wikipedia.org.
4. Obiektyw (nd). Na Wikipedii. Pobrane 11 kwietnia 2019 r. Z es.wikipedia.org.
5. Obiektyw (optyka). W Wikipedii. Pobrane 11 kwietnia 2019 r. Z en.wikipedia.org.
6. Hecht, Eugene (2002). Optyka (4 wyd.). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Fizyczny. Wydanie trzecie. Barcelona: Odwróciłem się.