Оптична сила на обектива. Основен фокус

Физика или химия Жанр драма, комедия С участието на Виктория Полторак Мария Викторова Александър Лучинин Сергей Годин Анна Невская Любов Германова Александър Смирнов Композитор Алексей Хитман, Майна Неретина ... Wikipedia

Нестабилен куп плътна, високотемпературна деутериева плазма, служеща като локализиран източник на неутрони и твърда радиация. П. е. се образува в областта на кумулация на токовата обвивка по оста на газоразрядната камера при т.нар. нецилиндричен... Физическа енциклопедия

Левитацията във физиката е стабилното положение на обект в гравитационно поле без пряк контакт с други обекти. Необходими условияза левитация в този смисъл са: (1) наличието на сила, която компенсира силата на гравитацията, и (2) ... ... Wikipedia

Този термин има други значения, вижте Обектив (значение). Двуизпъкнала леща (на немски Linse, от латински ... Wikipedia

Археолозите са открили достатъчно доказателства, че в праисторически времена хората са проявявали голям интерес към небето. Най-впечатляващи са мегалитните структури, построени в Европа и на други континенти преди няколко хиляди години. Енциклопедия на Колиър

Тази статия се предлага за изтриване. Можете да намерите обяснение на причините и съответната дискусия на страницата на Уикипедия: За изтриване / 19 август 2012 г. Докато процесът се обсъжда ... Wikipedia

Анри Поанкаре Анри Поанкаре Дата на раждане: 29 април 1854 г. (1854 04 29) Място на раждане: Нанси ... Wikipedia

Начинаещи · Общност · Портали · Награди · Проекти · Заявки · География на оценка · История · Общество · Личности · Религия · Спорт · Технологии · Наука · Изкуство · Философия ... Wikipedia

Обсерватория връх Терскол ... Уикипедия

ОКО- ОКО, най-важният от сетивните органи, чиято основна функция е да възприема светлинните лъчи и да ги оценява като количество и качество (чрез него се получават около 80% от всички усещания външен свят). Тази способност принадлежи на мрежата ... ... Голям медицинска енциклопедия

Книги

• Физика в игрите, Донат Б. Техниката се основава на явленията на физиката. Физиката също е обширно поле за детски самодейни представления. Но точно в тази област все още зеееше празнина: нямаше нито една...

Лещинаречено прозрачно тяло, ограничено от две извити (най-често сферични) или извити и плоски повърхности. Лещите се делят на изпъкнали и вдлъбнати.

Лещи, които имат по-дебел център от ръбовете, се наричат ​​изпъкнали лещи. Лещите, които имат по-тънка среда от ръбовете, се наричат ​​вдлъбнати.

Ако коефициентът на пречупване на лещата е по-голям от индекса на пречупване заобикаляща среда, след това в изпъкнала леща паралелен лъч лъчи след пречупване се превръща в низходящ лъч. Такива лещи се наричат събиране(фиг. 89, а). Ако паралелен лъч се преобразува в дивергентен лъч в леща, тогава тези лещи наречено разсейване(фиг. 89, б). Вдлъбнати лещи, които имат външна средаслужи като въздух, са разсейващи.

O 1, O 2 - геометрични центрове на сферични повърхности, които ограничават лещата. Направо О 1 О 2свързваща центровете на тези сферични повърхности се нарича главна оптична ос. Обикновено обмисляме тънки лещи, при която дебелината е малка в сравнение с радиусите на кривината на нейните повърхности, следователно точките C 1 и C 2 (върховете на сегментите) лежат близо една до друга, те могат да бъдат заменени с една точка O, наречена оптичен център на лещата (виж Фиг.89а). Всяка права линия, проведена през оптичния център на лещата под ъгъл спрямо главната оптична ос, се нарича вторична оптична ос(A 1 A 2 B 1 B 2).

Ако сноп от лъчи, успоредни на главната оптична ос, падне върху събирателна леща, то след пречупване в лещата те се събират в една точка F, която се нарича основен фокус на обектива(фиг. 90, а).

Във фокуса на разсейващата леща се пресичат удълженията на лъчите, които преди пречупването са били успоредни на главната й оптична ос (фиг. 90, б). Фокусът на дифузионната леща е въображаем. Има два основни фокуса; те са разположени на главната оптична ос на еднакво разстояние от оптичния център на лещата от различни страни.

Реципрочната стойност на фокусното разстояние на лещата се нарича негова оптична мощност... Сила на обектива - D.

Единицата за оптична сила на лещата в SI е диоптърът. Диоптърът е оптичната сила на леща, чието фокусно разстояние е 1 m.

Оптичната сила на събиращата леща е положителна, разсейващата е отрицателна.

Равнината, преминаваща през основния фокус на лещата, перпендикулярна на главната оптична ос, се нарича фокусна(фиг. 91). Сноп от лъчи, падащи върху лещата, успоредни на която и да е вторична оптична ос, се събира в точката на пресичане на тази ос с фокалната равнина.

Построяване на изображение на точка и обект в събирателна леща.

За да изградите изображение в леща, е достатъчно да вземете два лъча от всяка точка на обекта и да намерите тяхната пресечна точка след пречупване в лещата. Удобно е да се използват лъчи, чийто път е известен след пречупване в лещата. Така лъч, падащ върху леща, успореден на главната оптична ос, след пречупване в лещата, преминава през главния фокус; лъчът, преминаващ през оптичния център на лещата, не се пречупва; лъчът, преминаващ през основния фокус на лещата, след пречупване върви успоредно на главната оптична ос; лъч, падащ върху лещата, успореден на страничната оптична ос, след пречупване в лещата, преминава през точката на пресичане на оста с фокалната равнина.

Нека светещата точка S лежи върху главната оптична ос.

Избираме произволно лъч и начертаваме успоредна на него странична оптична ос (фиг. 92). Избраният лъч ще премине през точката на пресичане на вторичната оптична ос с фокалната равнина след пречупване в лещата. Точката на пресичане на този лъч с главната оптична ос (втори лъч) ще даде реално изображение на точката S - S`.

Помислете за изграждането на изображение на обект в изпъкнала леща.

Нека точката лежи извън главната оптична ос, тогава изображението S` може да бъде конструирано с помощта на произволни два лъча, показани на фиг. 93

Ако обектът е разположен в безкрайност, тогава лъчите ще се пресичат на фокус (фиг. 94).

Ако обектът е разположен зад точката на двоен фокус, тогава изображението ще бъде реално, обърнато, намалено (камера, око) (фиг. 95).

Фокусно разстояние- физически характеристики на оптичната система. За центрирано оптична система, състояща се от сферични повърхности, описва способността за събиране на лъчи в една точка, при условие че тези лъчи идват от безкрайност в паралелен лъч, успореден на оптичната ос.

За система от лещи, както и за обикновена леща с крайна дебелина, фокусното разстояние зависи от радиусите на кривината на повърхностите, показателите на пречупване на стъклото и дебелината.

Дефинира се като разстоянието от предната основна точка до предния фокус (за предното фокусно разстояние) и като разстоянието от задната основна точка на задния фокус (за задното фокусно разстояние). В този случай основните точки са точките на пресичане на предната (задната) основна равнина с тангенциалната ос.

Задното фокусно разстояние е основният параметър, който обикновено се използва за характеризиране на всяка оптична система.

Парабола (или параболоид на въртене) фокусира успореден лъч лъчи в една точка

Фокус(от лат. фокус- "фокус") на оптичната (или работеща с други видове радиация) система - точката, в която се пресичат ( "Фокус") първоначално успоредни лъчи след преминаване през събирателната система (или където техните разширения се пресичат, ако системата се разсейва). Наборът от фокуси на една система определя нейната фокусна повърхност. Основният фокус на системата е пресечната точка на нейната главна оптична ос и фокусна повърхност. В момента вместо термина основен фокус(отпред или отзад) се използват термини заден фокуси преден фокус.

Оптична мощност- стойност, характеризираща пречупващата сила на осесиметрични лещи и центрирани оптични системи, направени от такива лещи. Оптичната мощност се измерва в диоптри (в SI): 1 диоптър = 1 m -1.

Обратно пропорционално на фокусното разстояние на системата:

където е фокусното разстояние на лещата.

Оптичната мощност е положителна за системите за събиране и отрицателна за разсейващите системи.

Оптичната мощност на система, състояща се от две лещи във въздуха с оптични сили и се определя по формулата:

където е разстоянието между задната главна равнина на първата леща и предната главна равнина на втората леща. В случай на тънки лещи, това е същото като разстоянието между лещите.

Обикновено пречупващата сила се използва за характеризиране на лещите, използвани в офталмологията, в обозначенията на очила и за опростяване на геометричната дефиниция на пътя на лъча.

За измерване на оптичната сила на лещите се използват диоптромери, които позволяват измервания, включително астигматични и контактни лещи.

18. Формула на спрегнатите фокусни разстояния. Изграждане на изображение с обектив.

Конюгирано фокусно разстояние- разстоянието от задната основна равнина на обектива до изображението на обекта, когато обектът е разположен не в безкрайност, а на известно разстояние от обектива. Конюгираното фокусно разстояние винаги е по-голямо от фокусното разстояние на лещата и колкото по-голямо е, толкова по-малко е разстоянието от обекта до предната основна равнина на лещата. Тази зависимост е дадена в таблицата, в която разстоянията са изразени в стойности.

Промяна на стойността на спрегнатото фокусно разстояние
Разстоянието на обекта R	Разстояние на изображението d

За леща тези разстояния са свързани чрез съотношението, пряко следващо от формулата за леща:

или, ако d и R са изразени чрез фокусно разстояние:

б) Изграждане на изображение в лещи.

За да се конструира пътя на лъча в лещата, се прилагат същите закони като за вдлъбнато огледало. Рей, успоредна ос, преминава през фокус и обратно. Централният лъч (лъчът, който преминава през оптичния център на лещата) преминава през лещата няма отклонение; в дебел

лещи, той се измества леко успоредно на себе си (както в плоскоуспоредна плоча, виж фиг. 214). От обратимостта на пътя на лъча следва, че всяка леща има два фокуса, които са на еднакво разстояние от лещата (последното е вярно само за тънките лещи). За тънки събирателни лещи и централни лъчи са валидни следните закони за изображения:

ж > 2Ф; изображението е обърнато, намалено, реално, б > Ф(фиг. 221).

ж = 2Ф; изображението е обратно, равно, реално, б = Ф.

Ф < ж < 2Ф; изображението е обърнато, увеличено, реално, б > 2Ф.

ж < Ф; изображението е директно, увеличено, въображаемо, - б > Ф.

В ж < Флъчите се разминават, пресичат се при продължение и дават въображаемо

образ. Обективът действа като лупа (лупа).

Изображенията в дифузионните лещи винаги са въображаеми, директни и намалени (фиг. 223).

Какво е фокусна леща? Ако сноп от лъчи, успоредни на главната оптична ос, попада върху събирателна леща, то след пречупване в лещата те се събират в една точка F, която се нарича основен фокус на лещата.

Снимка 10 от презентацията "Оптична сила на обектива"на уроци по физика на тема "Лещи"

Размери: 670 x 217 пиксела, формат: jpg. За да изтеглите безплатно снимка за урок по физика, щракнете с десния бутон върху изображението и кликнете върху „Запазване на изображението като...“. За да покажете снимки в класната стая, можете също да изтеглите безплатно цялата презентация "Оптична сила на обектива" с всички снимки в zip-архив. Размерът на архива е 1550 KB.

Изтеглете презентация

лещи

"Физика на камерата" - 2. 6. Обектив - система от оптични лещи, затворени в специална рамка. -) Моментна снимка на Талбот. Основните характеристики на обектива: -) Дагер кадър. Връзката между разстоянието от обектива до обекта и разстоянието от лещата до изображението. Основни бележки по темата "Камера". Фотография (гръцки) - рисуване със светлина, светлинно рисуване.

"Лещи" - Око. Основните елементи на обектива. Хроматичната аберация -. Зрително увреждане на човек. Фигурата се обозначава, както следва: - събиране - разпръскване. Изготвил: учител по физика I категория Коломиец И.М. Пример за изграждане на изображение на произволен обект. Съдържание.

„Урок за лещи“ – Вдлъбнати лещи. Изграждане на изображение в обектив. „Урок-презентация по физика по темата“ Обектив. Обратното на фокусното разстояние се нарича оптична сила на лещата. Цел на урока: Анкета домашна работа: Какво е обектив? 1a 2c 3a 4c 5b 6c 7a. Странична оптична ос. Дифузионна леща. Оптична сила на обектива.

„Изграждане на изображението в обектива“ – „Изграждане на изображението в лещите“. Покажете пътя на лъчите в събирателната леща. Валиден Обърнат Намалено. Действително Обърнат Увеличен. Цели на урока: Заключение: Изграждане на изображения в събирателна леща. Конструирайте по-нататъшния път на лъча в призмата.

„Оптична сила на лещата“ – Оптичната сила на лещата. лещи. Какви лещи има? Вариант I. Какво е обектив? Обективът е от него. лен, от латински lens - леща. Оптични устройства. Видове лещи. Изображение: истинско, обърнато, увеличено. Странична оптична ос. Събиране. Изградете изображение на предмета, предложен на фигурата.

Обектив – Всеки обектив има два фокуса, по един от всяка страна. Двуизпъкнали (1) Плоско-изпъкнали (2) Вдлъбнати-изпъкнали (3). Основни обозначения в обектива. Ако обектът е в двоен фокус, тогава изображението ще бъде реално, равно, обърнато. Ако обектът е на фокус, тогава няма изображение. Ако обектът е между фокуса и оптичния център, тогава изображението е въображаемо, директно, увеличено.

Има общо 15 презентации

Лещи се нарича прозрачно тяло, ограничено от две сферични повърхности. Ако дебелината на самата леща е малка в сравнение с радиусите на кривината на сферичните повърхности, тогава лещата се нарича тънък .

Лещите са включени в почти всички оптични инструменти. Лещите са събиране и разпръскване ... Събиращата леща в средата е по-дебела, отколкото в краищата, разсейващата леща, напротив, е по-тънка в средната част (фиг. 3.3.1).

Линия, минаваща през центровете на кривината О 1 и О 2 сферични повърхности, наречени основна оптична ос лещи. В случай на тънки лещи можем приблизително да предположим, че основната оптична ос се пресича с лещата в една точка, която обикновено се нарича оптичен център лещи О... Светлинният лъч преминава през оптичния център на лещата, без да се отклонява от първоначалната посока. Всички прави линии, минаващи през оптичния център, се наричат вторични оптични оси .

Ако лъч от лъчи, успоредни на главната оптична ос, бъде насочен към лещата, тогава след преминаване през лещата, лъчите (или тяхното продължение) ще се съберат в една точка Ф, което се нарича основен фокус лещи. Тънката леща има два основни фокуса, разположени симетрично на главната оптична ос спрямо лещата. За колекционерските лещи триковете са реални, за разпръскващите са измислени. Снопове лъчи, успоредни на една от страничните оптични оси, след преминаване през лещата, също се фокусират към точка F ", която се намира в пресечната точка на вторичната ос с фокална равнина Ф, тоест равнина, перпендикулярна на главната оптична ос и минаваща през главния фокус (фиг. 3.3.2). Разстояние между оптичния център на лещата Ои основният фокус Фнаречено фокусно разстояние. Означава се със същата буква Ф.

Основното свойство на лещите е способността да дават изображения на обекти ... Изображенията са прав и обърнат , валиден и въображаем , при увеличено и намален .

Позицията на изображението и неговият характер могат да се определят с помощта на геометрични конструкции. За да направите това, използвайте свойствата на някои стандартни лъчи, чийто път е известен. Това са лъчи, преминаващи през оптичния център или един от фокусите на лещата, както и лъчи, успоредни на главната или една от вторичните оптични оси. Примери за такива конструкции са показани на фиг. 3.3.3 и 3.3.4.

Имайте предвид, че някои от стандартните греди, използвани на фиг. 3.3.3 и 3.3.4 за изображения, не преминавайте през обектива. Тези лъчи реално не участват във формирането на изображението, но могат да се използват за конструкции.

Позицията на изображението и неговото естество (реално или въображаемо) също могат да бъдат изчислени с помощта на формули за тънки лещи ... Ако разстоянието от обекта до лещата се означава с д, и разстоянието от обектива до изображението е, тогава формулата за тънка леща може да бъде написана като:

Стойността добратното на фокусното разстояние. са наречени оптична мощност лещи. Мерната единица за оптична мощност е диоптър (диоптри). Диоптърът е оптичната сила на леща с фокусно разстояние 1 m:

1 диоптър = m -1.

Формулата за тънка леща е същата като за сферично огледало. Може да се получи за параксиални лъчи от сходството на триъгълниците на фиг. 3.3.3 или 3.3.4.

Обичайно е да се приписват определени знаци на фокусните разстояния на лещите: за събирателна леща Ф> 0, за разсейването Ф < 0.

Количествата ди есъщо така спазвайте определено правило за знаци:

д> 0 и е> 0 - за реални обекти (т.е. реални източници на светлина, а не разширения на лъчи, събиращи се зад лещата) и изображения;

д < 0 и е < 0 - для мнимых источников и изображений.

За случая, показан на фиг. 3.3.3, имаме: Ф> 0 (сбираща леща), д = 3Ф> 0 (валиден елемент).

Използвайки формулата за тънка леща, получаваме: следователно изображението е валидно.

В случая, показан на фиг. 3.3.4, Ф < 0 (линза рассеивающая), д = 2|Ф| > 0 (валиден елемент), , тоест изображението е въображаемо.

В зависимост от позицията на обекта спрямо лещата се променят линейните размери на изображението. Линейно увеличение лещите Γ се наричат ​​съотношение на линейните размери на изображението ч"и предмет з... Стойността ч"Както и в случая със сферично огледало, удобно е да зададете знаци плюс или минус в зависимост от това дали изображението е изправено или обърнато. Величината звинаги се счита за положителен. Следователно за директни изображения Γ> 0, за обърнати Γ< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

В разглеждания пример със събирателна леща (фиг. 3.3.3): д = 3Ф > 0, , следователно, - изображението се обръща и намалява 2 пъти.

В примера с дифузна леща (фиг. 3.3.4): д = 2|Ф| > 0, ; следователно изображението е право и намалено 3 пъти.

Оптична мощност длещата зависи и от двата радиуса на кривина Р 1 и Р 2 от нейните сферични повърхности, и върху показателя на пречупване нматериал, от който е направена лещата. Курсовете по оптика доказват следната формула:

Радиусът на кривината на изпъкнала повърхност се счита за положителен, а вдлъбнатата - за отрицателен. Тази формула се използва при производството на лещи с дадена оптична сила.

В много оптични устройства светлината преминава последователно през две или повече лещи. Изображението на обекта, дадено от първата леща, служи като обект (реален или въображаем) за втората леща, която изгражда второто изображение на обекта. Това второ изображение също може да бъде реално или въображаемо. Изчисляването на оптична система от две тънки лещи се свежда до двукратно прилагане на формулата на лещата, докато разстоянието д 2 от първото изображение към втория обектив трябва да бъде равно на л - е 1, където ле разстоянието между лещите. Стойността, изчислена по формулата на обектива е 2 определя позицията на второто изображение и неговия характер ( е 2> 0 - реално изображение, е 2 < 0 - мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из двух линз равно произведению линейных увеличений обеих линз: Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл, изменяются только угловые расстояния.

Специален случай е телескопичният път на лъчите в система от две лещи, когато и обектът, и второто изображение са на безкрайно големи разстояния. Пътят на телескопичния лъч е реализиран в телескопите - Астрономическата тръба на Кеплер и Земната тръба на Галилей .

Тънките лещи имат няколко недостатъка, които пречат на получаването на висококачествени изображения. Изкривяванията, които възникват по време на формирането на изображението, се наричат аберации ... Основните са - сферична и хроматичен аберация. Сферична аберациясе проявява във факта, че в случай на широки светлинни лъчи, лъчи, далеч от оптичната ос, я пресичат извън фокус. Формулата за тънка леща е валидна само за лъчи близо до оптичната ос. Изображението на отдалечен точков източник, създадено от широк лъч лъчи, пречупени от лещата, е замъглено.

Хроматичната аберация възниква, тъй като показателят на пречупване на материала на лещата зависи от дължината на вълната λ на светлината. Това свойство на прозрачната среда се нарича дисперсия. Фокусно разстояниеобективът се оказва различен за светлина с различни дължинивълни, което води до замъгляване на изображението при използване на немонохроматична светлина.

В съвременните оптични устройства се използват не тънки лещи, а сложни системи с много лещи, при които е възможно приблизително да се премахнат различни аберации.

Формирането на реално изображение на обект от събирателна леща се използва в много оптични устройства, като камера, проектор и др.

Камера представлява затворена светлонепроницаема камера. Изображението на сниманите обекти се създава върху фотографски филм от система от лещи, наречена лещи ... Специален затвор ви позволява да отваряте обектива по време на експозицията.

Особеността на камерата е, че върху плосък фотографски филм трябва да се получат достатъчно резки изображения на обекти на различни разстояния.

В равнината на филма се получават резки само изображения на обекти на определено разстояние. Фокусирането се постига чрез преместване на обектива спрямо филма. Изображенията на точки, които не лежат в равнината на остър прицел, са замъглени под формата на разсейващи се кръгове. Размерът дтези кръгове могат да бъдат намалени чрез диафрагмиране на лещата, т.е. намаляват относителна блендаа / Ф(фиг. 3.3.5). Това води до увеличена дълбочина на полето.

Фигура 3.3.5. Камера

Прожекционен апарат предназначени за мащабни изображения. Лещи Опроектор фокусира изображението на плосък обект (прозрачност д) на дистанционния екран E (фиг. 3.3.6). Система от лещи КНаречен кондензатор , предназначени да концентрират светлината на източника Свърху прозрачно фолио. На екрана E се създава действително увеличено обърнато изображение. Увеличението на прожекционното устройство може да се променя чрез приближаване или намаляване на екрана E, докато променяте разстоянието между прозрачните фолиа ди обектив О.