Хонхор гүдгэр линз. Линз

Линзний төрөл

Гэрлийн тусгал, хугарал нь цацрагийн чиглэлийг өөрчлөх эсвэл тэдний хэлснээр гэрлийн туяаг удирдахад ашиглагддаг. Энэ нь тусгай бүтээлийг бий болгох үндэс суурь юм оптик хэрэгсэлтомруулдаг шил, дуран, микроскоп, камер гэх мэт. Тэдний ихэнх нь гол хэсэг нь линз юм. Жишээлбэл, нүдний шил нь хүрээ дотор хаалттай линз юм. Линз хэрэглэх нь хүний ​​хувьд ямар чухал болохыг энэ жишээ л харуулж байна.

Жишээлбэл, эхний зурган дээр колбо нь бидний амьдрал дээр харагдаж байна.

хоёрдугаарт, хэрэв бид үүнийг томруулдаг шилээр харвал (ижил линз).

Оптикийн хувьд бөмбөрцөг линзийг ихэвчлэн ашигладаг. Ийм линз нь хоёр бөмбөрцөг гадаргуугаар хязгаарлагддаг, оптик эсвэл органик шилээр хийсэн бие юм.

Линз нь хоёр талдаа муруй гадаргуугаар (гүдгэр эсвэл хотгор) хүрээлэгдсэн тунгалаг биетүүд юм. Линзийг хязгаарлаж буй бөмбөрцөг гадаргуугийн C1 ба C2 төвүүдийг дайран өнгөрөх AB шулуун шугамыг оптик тэнхлэг гэж нэрлэдэг.

Энэ зурагт төвүүд нь О цэгт байрлах хоёр линзний хөндлөн огтлолыг харуулж байна. Зурагт үзүүлсэн эхний линзийг гүдгэр, хоёр дахь нь хотгор гэж нэрлэдэг. Эдгээр линзний төвд байрлах оптик тэнхлэг дээр байрлах О цэгийг линзний оптик төв гэж нэрлэдэг.

Хоёр хязгаарлах гадаргуугийн аль нэг нь хавтгай байж болно.

баруун талд - хотгор.

Бид зөвхөн бөмбөрцөг линз, өөрөөр хэлбэл хоёр бөмбөрцөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан линзийг авч үзэх болно.
Хоёр гүдгэр гадаргуугаар хүрээлэгдсэн линзийг хоёр гүдгэр гэж нэрлэдэг; хоёр хотгор гадаргуугаар хүрээлэгдсэн линзийг хоёр хонхойлт гэж нэрлэдэг.

Линзний гол оптик тэнхлэгтэй параллель туяаг гүдгэр линз рүү чиглүүлснээр линзний хугарлын дараа эдгээр туяа линзний гол фокус гэж нэрлэгддэг цэг дээр цуглардаг болохыг бид харах болно.

63-р зурагт линзийг нэгтгэх, салгах үйлдлийг тайлбарлав. Линзийг олон тооны призм хэлбэрээр дүрсэлж болно. Зурагт үзүүлсэн шиг призмүүд цацрагийг хазайлгадаг тул голд нь өтгөрүүлсэн линз нь цацрагийг цуглуулж, ирмэг дээр нь өтгөрүүлсэн линз нь сарниулдаг нь тодорхой байна. Линзний дунд хэсэг нь хавтгай параллель хавтан шиг ажилладаг: цуглуулах эсвэл салгах линзний аль алинд нь цацрагийг хазайдаггүй.

Зурган дээр нэгдэх линзийг зүүн талын зурагт үзүүлсэн шиг, баруун талд байгаа зурагт салангид линзийг зааж өгсөн болно.

Гэрэл байна цахилгаан соронзон цацраг, харааны мэдрэмжээр нүдээр хүлээн авдаг.

• Гэрлийн шулуун тархалтын хууль: Нэг төрлийн орчинд гэрэл шулуун шугамаар тархдаг.
• Хэмжээ нь дэлгэц хүртэлх зайтай харьцуулахад жижиг гэрлийн эх үүсвэрийг цэгийн гэрлийн эх үүсвэр гэж нэрлэдэг.

• Тусгалын туяа ба ойсон цацраг нь тусгалын цэг дээр туссан гадаргууд сэргээгдсэн перпендикуляртай нэг хавтгайд байрладаг. Илчлэх өнцөг өнцөгтэй тэнцүүтусгал.
• Хэрэв цэгийн объект ба түүний тусгалыг солих юм бол цацрагийн зам өөрчлөгдөхгүй, зөвхөн чиглэл нь өөрчлөгдөнө.

Хэрэв эвшээж буй тусгал гадаргуу дээр туссан зэрэгцээ туяа туссаны дараа параллель хэвээр байвал түүнийг хавтгай толь гэнэ.

• Зузаан нь түүний гадаргуугийн муруйлтын радиусаас хамаагүй бага линзийг нимгэн линз гэж нэрлэдэг.
• Зэрэгцээ цацрагийн туяаг нийлэх цацраг болгон хувиргаж, нэг цэгт цуглуулдаг линзийг нэгдэх линз гэж нэрлэдэг.
• Зэрэгцээ туяаг салангид туяа болгон хувиргадаг линз.

Цуглуулагч линзний хувьд

Ялгаатай линзний хувьд:

Объектын бүх байрлалд линз нь объекттой ижил тал дээр байрлах багасгасан, виртуал, шууд дүрсийг өгдөг.

Нүдний шинж чанар:

• орон байр (линзний хэлбэрийг өөрчлөх замаар олж авсан);
• дасан зохицох (дасан зохицох өөр өөр нөхцөл байдалгэрэлтүүлэг);
• харааны хурц байдал (хоёр ойрын цэгийг тусад нь ялгах чадвар);
• харааны талбар (нүд хөдөлж, толгой нь хөдөлгөөнгүй байх үед ажиглагддаг орон зай)

Харааны бэрхшээл

миопи (засварлах - ялгаатай линз);

алсын хараа (засварлах - нэгдэх линз).

Нимгэн линз нь хамгийн энгийн оптик системийг илэрхийлдэг. Энгийн нимгэн линзТэдгээрийг голчлон нүдний шилний шил хэлбэрээр ашигладаг. Үүнээс гадна линзийг томруулдаг шил болгон ашиглах нь сайн мэддэг.

Олон тооны оптик хэрэгслийн үйл ажиллагаа - проекцын гэрэл, камер болон бусад төхөөрөмжүүдийн үйлдлийг нимгэн линзний үйлдэлтэй схемийн дагуу харьцуулж болно. Гэсэн хэдий ч нимгэн линз нь үндсэн оптик тэнхлэгийн дагуу эсвэл том өнцгөөр эх үүсвэрээс ирж буй нарийн нэг өнгийн туяагаар өөрийгөө хязгаарлах боломжтой харьцангуй ховор тохиолдолд л сайн дүрсийг өгдөг. Ихэнх практик асуудлуудад эдгээр нөхцөл хангагдаагүй тохиолдолд нимгэн линзээр бүтээгдсэн дүрс нь төгс бус байдаг.
Тиймээс ихэнх тохиолдолд тэдгээр нь олон тооны хугарлын гадаргуутай, эдгээр гадаргуугийн ойролцоо байх шаардлагаар хязгаарлагдахгүй (нимгэн линзээр хангадаг шаардлага) илүү нарийн төвөгтэй оптик системийг бий болгоход чиглэгддэг. [4]

4.2 Гэрэл зургийн аппарат. Оптик хэрэгсэл.

Бүх оптик хэрэгслийг хоёр бүлэгт хувааж болно.

1) дэлгэцэн дээр оптик дүрс авах төхөөрөмж. Үүнд проекцийн төхөөрөмж, камер, кино камер гэх мэт.

2) зөвхөн хамт ажилладаг төхөөрөмжүүд хүний ​​нүдээрмөн дэлгэцэн дээр зураг үүсгэхгүй. Эдгээрт томруулдаг шил, микроскоп, дурангийн системийн төрөл бүрийн хэрэгслүүд орно. Ийм төхөөрөмжийг харааны гэж нэрлэдэг.

Камер.

Линз нь хоёр бөмбөрцөг гадаргуугаар хүрээлэгдсэн тунгалаг бие юм. Хэрэв линзний зузаан нь бөмбөрцөг гадаргуугийн муруйлтын радиустай харьцуулахад бага байвал линзийг нэрлэдэг. нимгэн .

Линз нь бараг бүх оптик хэрэгслийн нэг хэсэг юм. Линз байдаг цуглуулах Тэгээд тараах . Дунд хэсэгт нийлдэг линз нь ирмэгээс илүү зузаан, ялгаатай линз нь эсрэгээрээ дунд нь нимгэн байдаг (Зураг 3.3.1).

Гулзайлтын төвүүдийг дайран өнгөрөх шулуун шугам О 1 ба О 2 бөмбөрцөг гадаргуу гэж нэрлэдэг гол оптик тэнхлэг линз. Нимгэн линзний хувьд гол оптик тэнхлэг нь линзтэй нэг цэг дээр огтлолцдог гэж бид ойролцоогоор таамаглаж болно. оптик төв линз О. Гэрлийн цацраг нь линзний оптик төвөөр дамжин анхны чиглэлээсээ хазайхгүйгээр дамждаг. Оптик төвөөр дамжин өнгөрөх бүх шулуун шугамыг дуудна хоёрдогч оптик тэнхлэгүүд .

Хэрэв гол оптик тэнхлэгтэй параллель цацраг туяа линз рүү чиглүүлбэл линзээр дамжин өнгөрсний дараа туяа (эсвэл тэдгээрийн үргэлжлэл) нэг цэгт нийлнэ. Фгэж нэрлэдэг гол анхаарал линз. Нимгэн линз нь линзтэй харьцуулахад үндсэн оптик тэнхлэгт тэгш хэмтэй байрладаг хоёр гол голомттой байдаг. Нэгдсэн линз нь бодит голомттой байдаг бол салангид линз нь төсөөлөлтэй байдаг. Хоёрдогч оптик тэнхлэгийн аль нэгтэй параллель туяа нь линзээр дамжин өнгөрсний дараа нэг цэгт төвлөрдөг. F"-тэй хоёрдогч тэнхлэгийн огтлолцол дээр байрладаг фокусын хавтгай Ф, өөрөөр хэлбэл гол оптик тэнхлэгт перпендикуляр, гол фокусыг дайран өнгөрөх хавтгай (Зураг 3.3.2). Линзний оптик төвийн хоорондох зай Оба гол анхаарал Ффокусын урт гэж нэрлэдэг. Үүнийг ижил үсгээр тэмдэглэв Ф.

Линзний гол өмч нь хангах чадвар юм объектуудын зураг . Зургууд ирдэг Чигээрээ Тэгээд дээрээс доош , хүчинтэй Тэгээд төсөөлөлтэй , цагт хэтрүүлсэн Тэгээд буурсан .

Зургийн байрлал, түүний шинж чанарыг геометрийн бүтцийг ашиглан тодорхойлж болно. Үүнийг хийхийн тулд зарим стандарт цацрагийн шинж чанарыг ашиглана, тэдгээрийн явц нь мэдэгдэж байна. Эдгээр нь оптик төв эсвэл линзний фокусын аль нэгээр дамждаг цацрагууд, түүнчлэн гол эсвэл хоёрдогч оптик тэнхлэгүүдийн аль нэгтэй параллель туяа юм. Ийм барилгын жишээг Зураг дээр үзүүлэв. 3.3.3 ба 3.3.4.

Зурагт ашигласан стандарт цацрагуудын заримыг тэмдэглэх нь зүйтэй. 3.3.3 ба 3.3.4 дүрслэлийг линзээр дамжуулж болохгүй. Эдгээр туяа нь дүр төрхийг бий болгоход оролцдоггүй, гэхдээ тэдгээрийг барилгын ажилд ашиглаж болно.

Зургийн байрлал, мөн чанарыг (бодит эсвэл төсөөлөл) ашиглан тооцоолж болно нимгэн линзний томъёо . Хэрэв объектоос линз хүртэлх зайг тэмдэглэсэн бол г, мөн линзээс зураг хүртэлх зай е, тэгвэл нимгэн линзний томъёог дараах байдлаар бичиж болно.

Хэмжээ Д, фокусын уртын урвуу. дуудсан оптик хүч линз. Оптик хүчийг хэмжих нэгж нь диоптри (доптер). Диоптер - 1 м фокусын урттай линзний оптик хүч:

Нимгэн линзний томъёо нь бөмбөрцөг толины томъёотой төстэй. Үүнийг параксиаль цацрагийн хувьд Зураг дээрх гурвалжны ижил төстэй байдлаас олж авч болно. 3.3.3 эсвэл 3.3.4.

Линзний фокусын уртад тодорхой тэмдэг өгөх нь заншилтай байдаг: нэгдэх линзний хувьд Ф> 0, тархалтын хувьд Ф < 0.

Тоо хэмжээ гТэгээд ебас дуулгавартай тодорхой дүрэмшинж тэмдэг:

г> 0 ба е> 0 - бодит зүйлсийн хувьд (жишээ нь. бодит эх сурвалжуудгэрэл, линзний ард нийлдэг цацрагийн үргэлжлэл биш) ба зураг;

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

Зурагт үзүүлсэн хэргийн хувьд. 3.3.3, бидэнд байна: Ф> 0 (нэгтгэх линз), г = 3Ф> 0 (бодит сэдэв).

Нимгэн линзний томъёог ашиглан бид дараахь зүйлийг олж авна. , тиймээс зураг нь бодит юм.

Зурагт үзүүлсэн тохиолдолд. 3.3.4, Ф < 0 (линза рассеивающая), г = 2|Ф| > 0 (бодит сэдэв), , өөрөөр хэлбэл дүрс нь төсөөлөл юм.

Обьектийн линзтэй харьцуулахад байрлалаас хамааран зургийн шугаман хэмжээ өөрчлөгддөг. Шугаман өсөлт линз Γ нь зургийн шугаман хэмжээсийн харьцаа юм h"болон сэдэв h. Хэмжээ h", бөмбөрцөг толины хувьд дүрс нь босоо эсвэл урвуу байгаа эсэхээс хамаарч нэмэх эсвэл хасах тэмдгийг өгөхөд тохиромжтой. Хэмжээ hүргэлж эерэг гэж үздэг. Тиймээс шууд зургийн хувьд Γ > 0, урвуу дүрсийн хувьд Γ< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

Нэгдмэл линзтэй авч үзсэн жишээнд (Зураг 3.3.3): г = 3Ф > 0, , тиймээс, - зургийг урвуу болгож, 2 дахин багасгасан.

Салангид линзтэй жишээнд (Зураг 3.3.4): г = 2|Ф| > 0, ; тиймээс зураг босоо байрлалтай бөгөөд 3 дахин багассан.

Оптик хүч Длинз нь муруйлтын радиусаас хамаарна Р 1 ба Р 2 түүний бөмбөрцөг гадаргуу, хугарлын илтгэгч дээр nлинзийг хийсэн материал. Оптикийн сургалтанд дараахь томъёог нотолсон болно.

Гүдгэр гадаргуугийн муруйлтын радиусыг эерэг гэж үздэг бол хотгор гадаргууг сөрөг гэж үзнэ. Энэ томьёог өгөгдсөн оптик чадалтай линз үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Олон тооны оптик хэрэгсэлд гэрэл хоёр ба түүнээс дээш линзээр дараалан дамждаг. Эхний линзээр өгөгдсөн объектын дүрс нь объектын хоёр дахь дүрсийг бүтээдэг хоёр дахь линзийн объект (бодит эсвэл төсөөлөл) болж үйлчилдэг. Энэ хоёр дахь зураг нь бодит эсвэл зохиомол байж болно. Тооцоолол оптик системхоёр нимгэн линз нь линз томъёог хоёр удаа хэрэглэхэд хүрдэг, харин зай гЭхний зурагнаас хоёр дахь линз хүртэлх 2-ыг утгатай тэнцүүлэх ёстой л - е 1 хаана л- линз хоорондын зай. Линзний томъёог ашиглан тооцоолсон утга е 2 нь хоёр дахь зургийн байрлал, түүний шинж чанарыг тодорхойлдог ( е 2 > 0 - бодит зураг, 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.

Онцгой тохиолдол бол объект болон хоёр дахь дүрс хоёулаа хязгааргүй хол зайд байх үед хоёр линзийн систем дэх цацрагийн телескоп зам юм. Телескоп цацрагийн замыг хэрэгжүүлсэн илрүүлэх хүрээ - Кеплер одон орны хоолой Тэгээд Галилеогийн шороон хоолой .

Нимгэн линз нь өндөр чанартай зураг авахыг зөвшөөрдөггүй олон тооны сул талуудтай байдаг. Зураг үүсгэх явцад үүссэн гажуудлыг нэрлэдэг гажуудал . Гол нь бөмбөрцөг хэлбэртэй Тэгээд хроматик гажуудал. Бөмбөрцөг хэлбэрийн аберраци нь өргөн гэрлийн цацрагийн хувьд оптик тэнхлэгээс алслагдсан туяа түүнийг фокусаас гадуур гаталж байгаагаар илэрдэг. Нимгэн линзний томъёо нь зөвхөн оптик тэнхлэгт ойрхон цацрагт хүчинтэй. Линзээр хугарсан өргөн туяанаас үүссэн алслагдсан цэгийн эх үүсвэрийн дүрс бүдгэрч байна.

Линзний материалын хугарлын илтгэгч нь гэрлийн долгионы уртаас λ хамаардаг тул өнгөний гажилт үүсдэг. Ил тод мэдээллийн хэрэгслийн энэ шинж чанарыг дисперс гэж нэрлэдэг. Линзний фокусын урт нь гэрлийн хувьд өөр болж хувирдаг өөр өөр урттайдолгион, энэ нь монохромат бус гэрлийг ашиглах үед дүрсийг бүдгэрүүлэхэд хүргэдэг.

Орчин үеийн оптик төхөөрөмжүүд нь нимгэн линз ашигладаггүй, гэхдээ янз бүрийн гажуудлыг ойролцоогоор арилгах боломжтой олон линзтэй нарийн төвөгтэй системийг ашигладаг.

Нэгдмэл линзээр объектын бодит дүр төрхийг бүрдүүлэх нь камер, проектор гэх мэт олон оптик хэрэгсэлд ашиглагддаг.

Камер Энэ нь хаалттай, гэрэл үл нэвтрэх тасалгаа юм. Гэрэл зураг авсан объектын дүрсийг гэрэл зургийн хальсан дээр гэж нэрлэгддэг линзний системээр бүтээдэг линз . Тусгай хаалт нь өртөлтийн туршид линзийг нээх боломжийг олгодог.

Камерын нэг онцлог шинж чанар нь хавтгай гэрэл зургийн хальс хангалттай үйлдвэрлэх ёстой хурц зургуудөөр өөр зайд байрлах объектууд.

Киноны хавтгайд зөвхөн тодорхой зайд байрлах объектын дүрс тод харагдаж байна. Фокусыг хальстай харьцуулахад линзийг хөдөлгөх замаар хийдэг. Хурц үзүүртэй хавтгайд ороогүй цэгүүдийн зураг нь сарнисан тойрог хэлбэрээр бүдэг харагдаж байна. Хэмжээ гЛинзийг зогсоосноор эдгээр тойргийг багасгаж болно, i.e. буурах харьцангуй нүха / Ф(Зураг 3.3.5). Үүний үр дүнд талбайн гүн нэмэгддэг.

Проекцийн төхөөрөмж том хэмжээний зураг авахад зориулагдсан. Линз Опроектор нь хавтгай объектын дүрсийг төвлөрүүлдэг (слайд Д) алсын дэлгэц дээр E (Зураг 3.3.6). Линзний систем К, дуудсан конденсатор , эх үүсвэрийн гэрлийг төвлөрүүлэх зориулалттай Сслайд дээр. E дэлгэцэн дээр жинхэнэ томорсон урвуу дүрс үүснэ. Проекцын аппаратын томруулагчийг E дэлгэцийг ойртуулж эсвэл холдуулж, слайд хоорондын зайг нэгэн зэрэг өөрчлөх замаар өөрчилж болно. Дболон линз О.

Хонхор гүдгэр линз

Хавтгай гүдгэр линз

Нимгэн линзний шинж чанар

Маягтуудаас хамааран хэлбэрүүд байдаг хамтын(эерэг) ба тараах(сөрөг) линз. Цуглуулагч линзний бүлэгт голдуу дунд хэсэг нь ирмэгээсээ зузаан линз, ялгах линзний бүлэгт ирмэг нь дундаасаа зузаан линз багтдаг. Энэ нь линзний материалын хугарлын илтгэгчээс их байвал л үнэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. орчин. Хэрэв линзний хугарлын илтгэгч бага байвал нөхцөл байдал эсрэгээрээ болно. Жишээлбэл, усан дахь агаарын бөмбөлөг нь хоёр гүдгэр ялгаатай линз юм.

Линз нь ихэвчлэн оптик хүч (диоптоор хэмжигддэг) эсвэл фокусын уртаар тодорхойлогддог.

Засварласан оптик гажилттай (ялангуяа хроматик, гэрлийн тархалтаас үүдэлтэй - ахромат ба апохромат) оптик төхөөрөмжийг бүтээхэд линз/тэдгээрийн материалын бусад шинж чанарууд, жишээлбэл, хугарлын индекс, тархалтын коэффициент, сонгосон оптик дахь материалын дамжуулалт чухал байдаг. хүрээ.

Заримдаа линз/линзний оптик системийг (хугарагч) харьцангуй өндөр хугарлын илтгэгчтэй орчинд ашиглахаар тусгайлан бүтээдэг (дүрүүлэх микроскоп, усанд дүрэх шингэнийг үзнэ үү).

Линзний төрөл:
Цуглуулж байна:
1 - хоёр гүдгэр
2 - хавтгай гүдгэр
3 - хотгор-гүдгэр (эерэг мениск)
Тархалт:
4 - хоёр хонхор
5 - хавтгай хотгор
6 - гүдгэр хотгор (сөрөг мениск)

Гүдгэр гүдгэр линз гэж нэрлэдэг менискба хамтын (дунд руу нь зузаарсан) эсвэл сарнисан (ирмэг рүү зузаарсан) байж болно. Гадаргуугийн радиус нь тэнцүү менисктэй байна оптик хүч, тэгтэй тэнцүү (тархалтыг засах эсвэл бүрээсийн линз болгон ашигладаг). Тиймээс миопийн нүдний шил нь дүрмээр бол сөрөг menisci юм.

Цуглуулагч линзний өвөрмөц шинж чанар нь линзний нөгөө талд байрлах нэг цэг дээр түүний гадаргуу дээр туссан цацрагийг цуглуулах чадвар юм.

Линзний үндсэн элементүүд: NN - гол оптик тэнхлэг - линзийг хязгаарлах бөмбөрцөг гадаргуугийн төвүүдээр дамжин өнгөрөх шулуун шугам; O - оптик төв - хоёр гүдгэр эсвэл хоёр хонхойсон (ижил гадаргуугийн радиустай) линзний хувьд линзний доторх оптик тэнхлэгт (төв хэсэгт) байрладаг цэг.
Анхаарна уу. Цацрагийн замыг бодит фазын хил дээр хугарлыг заахгүйгээр идеалжуулсан (хавтгай) линзээр үзүүлэв. Нэмж дурдахад хоёр гүдгэр линзний зарим хэтрүүлсэн зургийг үзүүлэв

Хэрэв гэрэлтэгч S цэгийг цуглуулагч линзний өмнө тодорхой зайд байрлуулсан бол тэнхлэгийн дагуу чиглэсэн гэрлийн туяа линзээр хугарахгүйгээр өнгөрч, голыг нь өнгөрөөгүй туяа нь линз рүү хугарна. оптик тэнхлэг ба түүн дээр ямар нэгэн F цэг дээр огтлолцох бөгөөд энэ нь S цэгийн дүрс байх болно. Энэ цэгийг коньюгат фокус гэж нэрлэдэг. анхаарлаа төвлөрүүл.

Хэрэв гэрэл нь параллель туяагаар ирж байгаа гэж дүрсэлж болох маш алслагдсан эх үүсвэрээс линз дээр унавал туяа түүнээс гарахад илүү том өнцгөөр хугарч, F цэг нь оптик тэнхлэгт ойртох болно. линз. Эдгээр нөхцөлд линзээс гарч буй цацрагуудын огтлолцлын цэгийг нэрлэдэг гол анхаарал F' ба линзний төвөөс гол фокус хүртэлх зай нь гол фокусын урт юм.

Зөрж буй линз дээр туссан туяа нь линзээс гарахад түүний ирмэг рүү хугарч, өөрөөр хэлбэл сарнина. Хэрэв эдгээр туяа үргэлжилсээр байвал урвуу чиглэлТиймээс, тасархай шугамаар зурагт үзүүлснээр тэдгээр нь нэг F цэг дээр нийлэх бөгөөд энэ нь анхаарлаа төвлөрүүлэнэ линз. Энэ заль мэх болно төсөөлөлтэй.

Зөрж буй линзний төсөөллийн фокус

Гол оптик тэнхлэгт анхаарлаа төвлөрүүлэх талаар хэлсэн зүйл нь цэгийн дүрс нь хоёрдогч эсвэл налуу оптик тэнхлэгт, өөрөөр хэлбэл линзний төвийг гол оптик тэнхлэгт өнцгөөр дайран өнгөрч буй шугаманд адилхан хамаарна. тэнхлэг. Линзний гол фокус дээр байрлах гол оптик тэнхлэгт перпендикуляр хавтгай гэж нэрлэдэг гол фокусын хавтгай, ба коньюгат фокус дээр - энгийнээр фокусын хавтгай.

Хамтын линзийг аль аль талаас нь объект руу чиглүүлж болох бөгөөд үүний үр дүнд линзээр дамжин өнгөрөх туяаг нэг болон нөгөө талаас нь цуглуулж болно. Тиймээс линз нь хоёр фокустай байдаг - урдТэгээд арын. Эдгээр нь линзний төвөөс фокусын уртад линзний хоёр талд байрлах оптик тэнхлэгт байрладаг.

Нимгэн нийлдэг линзээр зураг бүтээх

Линзний шинж чанарыг танилцуулахдаа линзний фокус дээр гэрэлтдэг цэгийн дүрсийг бүтээх зарчмыг авч үзсэн. Линзэнд зүүн талаас туссан туяа арын фокусаар дамждаг бол баруун талд туссан туяа урд талын фокусаар дамждаг. Дивизийн линзтэй бол эсрэгээр арын фокус нь линзний урд, урд талын фокус нь ард байрладаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

Тодорхой хэлбэр, хэмжээтэй объектын дүрсийг линзээр бүтээдэг дараах байдлаар: AB шугам нь линзээс тодорхой зайд байрлах объектыг фокусын уртаас хамаагүй их гэж бодъё. Объектын цэг бүрээс линзээр дамжин тоо томшгүй олон тооны туяа дамжих бөгөөд эдгээрийг тодорхой болгохын тулд зураг нь зөвхөн гурван цацрагийн чиглэлийг бүдүүвчээр харуулав.

А цэгээс гарч буй гурван туяа линзээр дамжин өнгөрч, A 1 B 1 цэгт тус тусын алга болох цэгүүдээр огтлолцон дүрс үүсгэнэ. Үр дүнд нь зураг байна хүчинтэйТэгээд дээрээс доош.

IN энэ тохиолдолдЭнэ зургийг үндсэн фокусын F’F хавтгайгаас бага зэрэг алслагдсан, үндсэн фокусын дундуур параллель гүйж буй тодорхой фокусын хавтгайд FF коньюгат фокус дээр авсан.

Хэрэв объект линзээс хязгааргүй зайд байгаа бол түүний дүрсийг линзний арын фокус F' дээр авна. хүчинтэй, дээрээс доошТэгээд буурсанцэг шиг харагдах хүртэл.

Хэрэв объект линзтэй ойрхон бөгөөд линзний фокусын уртаас хоёр дахин их зайд байвал түүний дүрс нь хүчинтэй, дээрээс доошТэгээд буурсанба давхар фокусын урт хоёрын хоорондох сегмент дэх үндсэн фокусын ард байрлах болно.

Хэрэв объектыг линзээс хоёр дахин их фокусын уртад байрлуулсан бол үүссэн зураг нь линзний нөгөө талд фокусын уртаас хоёр дахин их байна. Зургийг олж авсан хүчинтэй, дээрээс доошТэгээд хэмжээтэй тэнцүүсэдэв.

Хэрэв объектыг урд талын фокусын урт ба давхар фокусын хооронд байрлуулсан бол зураг нь давхар фокусын урттай байх болно. хүчинтэй, дээрээс доошТэгээд томорсон.

Хэрэв объект линзний урд гол фокусын хавтгайд байгаа бол линзээр дамжин өнгөрөх туяа параллель байх бөгөөд дүрсийг зөвхөн хязгааргүй үед авах боломжтой.

Хэрэв объектыг гол фокусын уртаас бага зайд байрлуулсан бол туяа нь линзээс салах туяагаар, хаана ч огтлолцохгүй байх болно. Дараа нь зураг байна төсөөлөлтэй, шуудТэгээд томорсон, өөрөөр хэлбэл, энэ тохиолдолд линз нь томруулдаг шил шиг ажилладаг.

Объект линзний урд фокус руу хязгааргүйгээс ойртох үед зураг арын фокусаас холдож, объект урд фокусын хавтгайд хүрэх үед түүнээс хязгааргүйд гарч ирдгийг анзаарахад хялбар байдаг.

Энэ загвар бий их ач холбогдолбодит амьдрал дээр янз бүрийн төрөлгэрэл зургийн ажил, тиймээс объектоос линз хүртэлх зай, линзээс зургийн хавтгай хүртэлх зай хоорондын хамаарлыг тодорхойлохын тулд та үндсэн ойлголтыг мэдэх хэрэгтэй. линзний томъёо.

Нимгэн линзний томъёо

Объектын цэгээс линзний төв хүртэлх зай, зургийн цэгээс линзний төв хүртэлх зайг коньюгат фокусын урт гэж нэрлэдэг.

Эдгээр хэмжигдэхүүнүүд нь харилцан хамааралтай бөгөөд томъёогоор тодорхойлогддог нимгэн линзний томъёо:

линзээс объект хүртэлх зай хаана байна; - линзээс зураг хүртэлх зай; - линзний гол фокусын урт. Зузаан линзний хувьд томьёо өөрчлөгдөөгүй хэвээр байгаа бөгөөд цорын ганц ялгаа нь зайг линзний төвөөс биш харин үндсэн хавтгайгаас хэмждэг явдал юм.

Хоёр мэдэгдэж байгаа үл мэдэгдэх хэмжигдэхүүнийг олохын тулд дараахь тэгшитгэлийг ашиглана уу.

Хэмжигдэхүүнүүдийн шинж тэмдэг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй у , v , еЭдгээр бүх хэмжигдэхүүнүүд нь нийлдэг линз дэх бодит объектын бодит дүрсийн хувьд дараахь зүйлийг харгалзан сонгосон. Хэрэв дүрс нь төсөөлөлтэй бол түүнд хүрэх зайг сөрөг, хэрэв линз нь зөрөөд байвал фокусын урт нь сөрөг байна;

Зургийн масштаб

Зургийн масштаб () нь зургийн шугаман хэмжээсийг объектын харгалзах шугаман хэмжээстэй харьцуулсан харьцаа юм. Энэ хамаарлыг бутархайгаар шууд бусаар илэрхийлж болно , линзээс зураг хүртэлх зай хаана байна; - линзээс объект хүртэлх зай.

Энд багасгах хүчин зүйл байдаг, өөрөөр хэлбэл зургийн шугаман хэмжээсүүд нь объектын бодит шугаман хэмжээсээс хэд дахин бага байгааг харуулсан тоо юм.

Тооцооллын практикт энэ хамаарлыг утгаараа эсвэл линзний фокусын урт хаана байгааг илэрхийлэх нь илүү тохиромжтой.

.

Линзний фокусын урт ба оптик хүчийг тооцоолох

Линзүүд нь тэгш хэмтэй, өөрөөр хэлбэл гэрлийн чиглэлээс үл хамааран ижил фокусын урттай байдаг - зүүн эсвэл баруун, гэхдээ энэ нь бусад шинж чанаруудад хамаарахгүй, жишээлбэл, хэмжигдэхүүн нь аль талаас хамаарна. линз нь гэрэл рүү чиглэсэн байна.

Олон линзний хослол (төвтэй систем)

Нарийн төвөгтэй оптик системийг бий болгохын тулд линзийг бие биетэйгээ нэгтгэж болно. Хоёр линзээс бүрдсэн системийн оптик хүчийг линз бүрийн оптик чадлын энгийн нийлбэрээр олж болно (хоёулаа линзийг нимгэн гэж үзэж болох бөгөөд тэдгээр нь нэг тэнхлэг дээр бие биентэйгээ ойрхон байрладаг гэж үзвэл):

Хэрэв линз нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрладаг бөгөөд тэдгээрийн тэнхлэгүүд давхцаж байвал (энэ шинж чанартай дурын тооны линзний системийг төвлөрсөн систем гэж нэрлэдэг) тэдгээрийн нийт оптик хүчийг хангалттай нарийвчлалтайгаар олж болно. дараах илэрхийлэл:

линзний үндсэн хавтгай хоорондын зай хаана байна.

Энгийн линзний сул тал

Орчин үеийн гэрэл зургийн төхөөрөмж нь зургийн чанарт өндөр шаардлага тавьдаг.

Энгийн линзээр бүтээгдсэн зураг нь хэд хэдэн дутагдалтай тул эдгээр шаардлагыг хангаж чадахгүй. Ихэнх дутагдлыг арилгах нь хэд хэдэн линзийг төвлөрсөн оптик систем болох линз болгон зохих ёсоор сонгох замаар хийгддэг. ашиглан авсан зургууд энгийн линз, байна янз бүрийн сул талууд. Оптик системийн сул талуудыг аберраци гэж нэрлэдэг бөгөөд эдгээрийг дараахь төрлүүдэд хуваадаг.

• Геометрийн гажуудал
• Дифракцийн аберраци (энэ гажиг нь оптик системийн бусад элементүүдээс үүдэлтэй бөгөөд линзтэй ямар ч холбоогүй).

Тусгай шинж чанартай линз

Органик полимер линз

Контакт линз

Кварц линз

Цахиур линз

Цахиур нь хэт өндөр дисперсийг IR хүрээн дэх хугарлын илтгэгчийн n=3.4 хамгийн өндөр үнэмлэхүй утга, спектрийн харагдах мужид бүрэн тунгалаг байдлыг хослуулсан.

Ихэнх чухал хэрэглээГэрлийн хугарал нь ихэвчлэн шилээр хийгдсэн линзний хэрэглээ юм. Зураг дээр та хөндлөн огтлолыг харж байна янз бүрийн линз. Линзбөмбөрцөг эсвэл хавтгай бөмбөрцөг гадаргуугаар хязгаарлагдсан тунгалаг бие гэж нэрлэдэг.Дунд хэсэг нь ирмэгээсээ илүү нимгэн линз байх болно ялгаатай линз.Мөн эсрэгээр: ирмэгээсээ дундаас илүү зузаантай ямар ч линз болно цуглуулах линз.

Тодруулга авахыг хүсвэл зурагнаас үзнэ үү. Зүүн талд цуглуулах линзний гол оптик тэнхлэгтэй параллель гүйж буй туяа F цэгийг дайран "нийссэний дараа" байгааг харуулж байна. хүчинтэй гол анхааралцуглуулах линз.Баруун талд гэрлийн цацрагийг гол оптик тэнхлэгтэй параллель холбогч линзээр дамжуулж байгааг харуулав. Линзний дараах туяа нь "зөрж", F' цэгээс гарч байгаа мэт харагдана төсөөлөлтэй гол анхааралялгаатай линз.Энэ нь бодит биш, харин гэрлийн туяа түүгээр дамждаггүй тул төсөөлөлтэй байдаг: зөвхөн тэдний төсөөллийн (төсөөлөл) үргэлжлэлүүд нь тэнд огтлолцдог.

Сургуулийн физикт зөвхөн гэж нэрлэгддэг нимгэн линз,Энэ нь тэдгээрийн тэгш хэмээс үл хамааран "хөндлөн огтлолд" үргэлж байдаг линзээс ижил зайд байрлах хоёр гол фокус.Хэрэв туяа нь үндсэн оптик тэнхлэгт өнцгөөр чиглүүлбэл бид нийлэх ба/эсвэл диверс линз дээр өөр олон голомтуудыг олох болно. Эдгээр, хажуугийн заль мэх, гол оптик тэнхлэгээс хол байрлах боловч линзээс ижил зайд хос хосоороо байх болно.

Линз нь зөвхөн цацрагийг цуглуулж, тарааж чаддаггүй. Линз ашиглан объектын томруулсан, багасгасан зургийг авах боломжтой.Жишээлбэл, нэгдэж буй линзний ачаар алтан барималын томруулсан, урвуу дүрсийг дэлгэцэн дээр олж авдаг (зураг харна уу).

Туршилтаас харахад: тодорхой зураг гарч ирнэ, хэрэв объект, линз, дэлгэц нь бие биенээсээ тодорхой зайд байрладаг бол.Тэдгээрээс хамааран зургууд нь урвуу эсвэл босоо, томруулсан эсвэл багасгасан, бодит эсвэл төсөөлөлтэй байж болно.

Объектоос линз хүртэлх d зай нь түүний фокусын урт F-ээс их, харин фокусын урт 2F-ээс хоёр дахин бага байх нөхцөл байдлыг хүснэгтийн хоёр дахь мөрөнд тайлбарласан болно. Үүнийг бид барималаас харж байна: түүний дүрс нь бодит, урвуу, томруулсан байна.

Хэрэв зураг хүчинтэй бол түүнийг дэлгэцэн дээр гаргах боломжтой.Энэ тохиолдолд дэлгэц нь харагдах өрөөний аль ч газраас зураг харагдах болно. Хэрэв зураг нь төсөөлөлтэй бол түүнийг дэлгэцэн дээр гаргах боломжгүй, зөвхөн нүдээр харж, линзтэй холбоотой тодорхой байдлаар байрлуулна (та "түүн рүү" харах хэрэгтэй).

Туршилтууд үүнийг харуулж байна ялгаатай линз нь шууд виртуал дүрсийг багасгадагобъектоос линз хүртэлх ямар ч зайд.