เลนส์แปลง: ลักษณะประเภทและการออกกำลังกายที่แก้ไขได้ - กายภาพ - 2026

เลนส์บรรจบมีทินเนอร์ที่ขอบผู้ที่มีความหนาในบางส่วนที่อยู่ใจกลางเมือง เป็นผลให้พวกมันมีสมาธิ (มาบรรจบกัน) รังสีของแสงที่ตกกระทบขนานกับแกนหลัก ณ จุดเดียว จุดนี้เรียกว่าโฟกัสหรือโฟกัสภาพและแสดงด้วยตัวอักษร F เลนส์ที่มาบรรจบกันหรือเลนส์บวกจะสร้างสิ่งที่เรียกว่าภาพจริงของวัตถุ

ตัวอย่างทั่วไปของเลนส์มาบรรจบกันคือแว่นขยาย อย่างไรก็ตามเป็นเรื่องปกติที่จะพบเลนส์ประเภทนี้ในอุปกรณ์ที่ซับซ้อนกว่าเช่นกล้องจุลทรรศน์หรือกล้องโทรทรรศน์ ในความเป็นจริงกล้องจุลทรรศน์แบบผสมพื้นฐานคือหนึ่งประกอบด้วยเลนส์มาบรรจบกันสองชิ้นที่มีความยาวโฟกัสน้อย เลนส์เหล่านี้เรียกว่าวัตถุประสงค์และตา

แว่นขยายเลนส์บรรจบกัน

เลนส์ Converging ใช้ในเลนส์สำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันแม้ว่าสิ่งที่ทราบกันดีที่สุดคือการแก้ไขข้อบกพร่องของสายตา ดังนั้นจึงมีการระบุเพื่อรักษาสายตายาวสายตายาวสายตายาวและสายตาเอียงบางประเภทเช่นสายตาเอียง

ลักษณะเฉพาะ

เลนส์ Converging Chetvorno

เลนส์ Converging มีคุณสมบัติหลายประการที่กำหนด ไม่ว่าในกรณีใดสิ่งที่สำคัญที่สุดคือสิ่งที่เราได้พัฒนาไปแล้วในนิยาม ดังนั้นเลนส์คอนเวอร์เจนท์จึงมีลักษณะการเบี่ยงเบนผ่านโฟกัสของเรย์ใด ๆ ที่ตกลงบนเลนส์เหล่านี้ในทิศทางที่ขนานกับแกนหลัก

นอกจากนี้รังสีตกกระทบใด ๆ ที่ผ่านโฟกัสจะหักเหขนานกับแกนแสงของเลนส์

การรวมชิ้นเลนส์

สำหรับการศึกษานี้สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าองค์ประกอบใดประกอบเป็นเลนส์โดยทั่วไปและโดยเฉพาะเลนส์คอนเวอร์เตอร์

โดยทั่วไปเรียกว่าศูนย์กลางแสงของเลนส์จนถึงจุดที่รังสีทุกอันที่ผ่านมาไม่พบการโก่งตัวใด ๆ

แกนหลักคือเส้นที่เชื่อมต่อกับศูนย์ออปติคัลและโฟกัสหลักซึ่งเราได้แสดงความคิดเห็นแล้วจะแสดงด้วยตัวอักษร F

โฟกัสหลักคือจุดที่รังสีทั้งหมดที่ตกกระทบเลนส์ขนานกับแกนหลัก

ความยาวโฟกัสคือระยะห่างระหว่างศูนย์กลางแสงและโฟกัส

จุดศูนย์กลางของความโค้งถูกกำหนดให้เป็นศูนย์กลางของทรงกลมที่สร้างเลนส์ รัศมีความโค้งคือรัศมีของทรงกลมที่ก่อให้เกิดเลนส์

และสุดท้ายระนาบกลางของเลนส์เรียกว่าระนาบออปติคอล

การสร้างภาพในเลนส์บรรจบกัน

ในการสร้างภาพในเลนส์คอนเวอร์เตอร์ต้องคำนึงถึงกฎพื้นฐานชุดหนึ่งซึ่งจะอธิบายไว้ด้านล่าง

หากลำแสงกระทบเลนส์ขนานกับแกนลำแสงที่เกิดขึ้นจะมาบรรจบกันที่โฟกัสของภาพ ในทางกลับกันหากรังสีตกกระทบผ่านโฟกัสของวัตถุรังสีจะปรากฏในทิศทางที่ขนานกับแกน ในที่สุดรังสีที่ผ่านศูนย์กลางแสงจะหักเหโดยไม่พบการโก่งตัวใด ๆ

ด้วยเหตุนี้จึงอาจเกิดสถานการณ์ต่อไปนี้ในเลนส์คอนเวอร์เตอร์:

- วัตถุนั้นตั้งอยู่โดยเทียบกับระนาบแสงที่ระยะทางมากกว่าสองเท่าของความยาวโฟกัส ในกรณีนี้ภาพที่สร้างขึ้นจะเป็นของจริงกลับด้านและมีขนาดเล็กกว่าวัตถุ

- วัตถุนั้นตั้งอยู่ในระยะห่างจากระนาบแสงเท่ากับสองเท่าของทางยาวโฟกัส เมื่อเป็นเช่นนี้ภาพที่ได้จะเป็นภาพจริงกลับหัวและมีขนาดเท่ากับวัตถุ

- วัตถุนั้นอยู่ในระยะห่างจากระนาบแสงระหว่างหนึ่งถึงสองเท่าของทางยาวโฟกัส จากนั้นจึงสร้างภาพที่เหมือนจริงกลับด้านและมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุต้นฉบับ

- วัตถุนั้นอยู่ในระยะห่างจากระนาบแสงที่น้อยกว่าทางยาวโฟกัส ในกรณีนั้นภาพจะเสมือนตรงและมีขนาดใหญ่กว่าวัตถุ

ประเภทของเลนส์คอนเวอร์จิ้น

เลนส์คอนเวอร์ชันมีสามประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ เลนส์ไบคอนเว็กซ์เลนส์พลาโนนูนและเลนส์เว้า

เลนส์ Biconvex ตามชื่อที่แนะนำประกอบด้วยสองพื้นผิวนูน ในขณะเดียวกันพลาโนนูนมีพื้นผิวเรียบและนูน และสุดท้ายเลนส์นูนเว้าประกอบด้วยส่วนเว้าเล็กน้อยและผิวนูน

ความแตกต่างกับเลนส์ที่แตกต่างกัน

เลนส์ Converging Fir0002 (พูดคุย) (อัพโหลด)

ในทางกลับกันเลนส์ Divergent นั้นแตกต่างจากเลนส์คอนเวอร์เจนท์ตรงที่ความหนาลดลงจากขอบไปทางกึ่งกลาง ดังนั้นตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นกับเลนส์คอนเวอร์เจนท์ในเลนส์ประเภทนี้รังสีของแสงที่กระทบขนานกับแกนหลักจะถูกแยกออก ด้วยวิธีนี้จะสร้างสิ่งที่เรียกว่าภาพเสมือนของวัตถุ

ในทางทัศนศาสตร์เลนส์ที่แตกต่างหรือลบตามที่ทราบกันดีมักใช้เพื่อแก้ไขสายตาสั้นเป็นหลัก

สมการเกาส์ของเลนส์บางและกำลังขยายของเลนส์

โดยทั่วไปประเภทของเลนส์ที่ศึกษาคือสิ่งที่เรียกว่าเลนส์บาง สิ่งเหล่านี้หมายถึงสิ่งที่มีความหนาเล็กน้อยเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้งของพื้นผิวที่ จำกัด ไว้

เลนส์ประเภทนี้สามารถศึกษาได้ด้วยสมการเกาส์เซียนและด้วยสมการที่ช่วยในการกำหนดกำลังขยายของเลนส์

สมการเกาส์

สมการ Gaussian สำหรับเลนส์บางถูกใช้เพื่อแก้ปัญหาพื้นฐานเกี่ยวกับแสงจำนวนมาก ดังนั้นจึงมีความสำคัญมาก การแสดงออกมีดังต่อไปนี้:

1 / f = 1 / p + 1 / q

โดยที่ 1 / f คือสิ่งที่เรียกว่ากำลังของเลนส์และ f คือทางยาวโฟกัสหรือระยะทางจากศูนย์กลางแสงไปยังโฟกัส F หน่วยการวัดกำลังของเลนส์คือไดออปเตอร์ (D) โดยที่ 1 D = 1 ม. ^-1 . ในส่วนของพวกมัน p และ q คือระยะทางที่วัตถุตั้งอยู่ตามลำดับและระยะทางที่สังเกตเห็นภาพของมัน

กำลังขยายของเลนส์

กำลังขยายด้านข้างของเลนส์บางได้ด้วยนิพจน์ต่อไปนี้:

M = - q / หน้า

โดยที่ M คือการขยาย จากมูลค่าที่เพิ่มขึ้นสามารถอนุมานผลที่ตามมาได้หลายประการ:

ถ้า -M-> 1 ขนาดภาพจะใหญ่กว่าวัตถุ

ถ้า -M- <1 ขนาดภาพจะเล็กกว่าขนาดวัตถุ

ถ้า M> 0 ภาพจะถูกต้องและอยู่ด้านเดียวกันของเลนส์กับวัตถุ (ภาพเสมือน)

ถ้า M <0 ภาพจะกลับด้านและอยู่ด้านตรงข้ามของวัตถุ (ภาพจริง)

การออกกำลังกายได้รับการแก้ไข

ตัวกล้องอยู่ห่างจากเลนส์บรรจบกัน 1 เมตรซึ่งมีทางยาวโฟกัส 0.5 เมตร รูปกายจะเป็นอย่างไร? จะห่างแค่ไหน

เรามีข้อมูลต่อไปนี้: p = 1 m; f = 0.5 ม.

เราใส่ค่าเหล่านี้ลงในสมการ Gaussian สำหรับเลนส์บาง:

1 / f = 1 / p + 1 / q

และสิ่งต่อไปนี้ยังคงอยู่:

1 / 0.5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

เราแยก 1 / q

1 / q = 1

ในการล้าง q และรับ:

q = 1

ดังนั้นเราจึงแทนที่ในสมการสำหรับการขยายของเลนส์:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

ดังนั้นภาพจึงเป็นของจริงตั้งแต่ q> 0 กลับด้านเนื่องจาก M <0 และมีขนาดเท่ากันเนื่องจากค่าสัมบูรณ์ของ M คือ 1 ในที่สุดภาพจะอยู่ห่างจากโฟกัสหนึ่งเมตร

อ้างอิง

1. แสง (nd) บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 18 มีนาคม 2019 จาก es.wikipedia.org.
2. เล็กเนอร์จอห์น (2530). ทฤษฎีการสะท้อนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นอนุภาค สปริงเกอร์
3. แสง (nd) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 20 มีนาคม 2019 จาก en.wikipedia.org.
4. เลนส์ (nd) บน Wikipedia สืบค้นเมื่อวันที่ 17 มีนาคม 2019 จาก es.wikipedia.org.
5. เลนส์ (เลนส์) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 19 มีนาคม 2019 จาก en.wikipedia.org.
6. เฮคท์ยูจีน (2545). เลนส์ (4th ed.) แอดดิสันเวสลีย์
7. ทิปเลอร์พอลอัลเลน (1994) กายภาพ พิมพ์ครั้งที่ 3 บาร์เซโลนา: ฉันย้อนกลับ