Objektívy: typy šošoviek (fyzika). Formy zhromažďovanie, optické dispergačné šošovky. Ako určiť typ objektívu?

Šošovky majú tendenciu mať guľovitý alebo takmer sférický povrch. Môžu byť konvexné, konkávne alebo plochá (polomer nekonečno). Má dve plochy, ktorými prechádza svetlo. Môžu byť kombinované rôznymi spôsobmi na vytvorenie rôznych typov šošoviek (foto uvedený ďalej v tomto článku):

• Ak sú obaja povrchy sú konvexné (smerom von zakrivené) stredná časť je silnejší ako na okrajoch.
• Objektív s konvexnými a konkávnymi sféry sa nazýva meniskus.
• Objektív s plochým povrchom sa nazýva plano-konkávne alebo ploskovypuklé, v závislosti od povahy inej oblasti.

Ako určiť typ objektívu? Poďme preskúmať to podrobnejšie.

Zbieranie šošovky: typy šošoviek

Bez ohľadu na spojovacích plôch, pokiaľ je ich hrúbka v strednej časti je väčší ako na okrajoch, ktoré sú uvádzané do zberu. Majú pozitívny ohniskovú vzdialenosť. Nasledujúce typy prelínajúcich šošovky:

• plano-konvexné,
• bikonvexné,
• konkávne-konvexné (meniskus).

Nazývajú sa "pozitívne".

Rozložené šošovky: typy šošoviek

Ak sa ich hrúbka je tenšia v strede než na okrajoch, ktoré sa nazývajú rozptyl. Mať negatívny ohniskovú vzdialenosť. Tam sú niektoré druhy rozptylu šošovky:

• plano-konkávne,
• bikonkávne,
• konkávne-konvexné (meniskus).

Nazývajú sa "negatívny".

základné pojmy

Lúče rozbiehajú z bodového zdroja z jedného bodu. Nazývajú sa lúč. Keď lúč vstupuje do šošovky, každý lúč je lomené mení svoj smer. Z tohto dôvodu je lúč môže opustiť šošovku vo viac či menej divergentné.

Niektoré druhy optických šošoviek meniť smer lúčov tak, že sa zbiehajú v jednom bode. Ak je zdroj svetla usporiadaný aspoň na ohniskovej vzdialenosti, zväzok sa zbieha v bode, ktorý je aspoň v rovnakej vzdialenosti.

Reálne a virtuálne obrazy

Bodového zdroja svetla je nazývaný platný objekt, a bod konvergencie zväzku lúčov prichádzajúcich z objektívu, je platný obrázok.

Význam má rad bodových zdrojov rozmiestnených na obvykle rovný povrch. Príkladom je obraz na matnice, osvetlené zozadu. Ďalší príklad filmového pásu je osvetlený zozadu tak, aby svetlo z neho prechádza objektívom, násobí obrazu na plochej obrazovke.

V týchto prípadoch sa hovorí o lietadle. Bod na obrazovej roviny 1: 1 odpovedajú body na rovine skúmaného predmetu. To isté platí pre geometrických obrazcov, a to aj napriek tomu, že výsledný obraz je možné invertovať s ohľadom na objekt od zhora nadol alebo zľava doprava.

Toe lúče na jednom mieste vytvára reálny obraz, a rozdiel - imaginárny. Keď je jasne uvedené na obrazovke - je platný. V prípade, že rovnaký obraz je možné vidieť len pri pohľade cez objektív smerom k zdroju svetla, sa nazýva imaginárna. Odraz v zrkadle - imaginárna. Obraz, ktorý môže byť videný cez ďalekohľad - rovnako. Ale projekcie objektívu fotoaparátu k filmu dáva reálny obraz.

ohnisková vzdialenosť

Zaostrovací šošovky možno nájsť priechodom cez zväzok rovnobežných lúčov. Bod, v ktorom sa stretávajú, a zameria F. Vzdialenosť od ohniska šošovky, sa nazýva svoje ohniskovej vzdialenosti f. môžete preskočiť paralelné lúče z druhej strany, a preto nájsť F na oboch stranách. Každá šošovka má dve dva F a f. V prípade, že je relatívne tenká v porovnaní s jeho ohniskovej vzdialenosti, tie sú približne rovnaké.

Divergencie a konvergencie

Vyznačujúci sa pozitívne ohniskovou vzdialenosťou zbiehajúcich šošoviek. Formy tohto typu šošoviek (plano-konvexné, bikonkávne, menisku) zníži lúče vychádzajúce z nich, viac, než by boli znížené na to. Zberné šošovky môže byť vytvorená ako reálna a imaginárny obrazu. Prvý z nich je tvorený iba v prípade, že vzdialenosť od šošovky k objektu je väčšia ako fokálna.

Charakterizovaná negatívnym ohniskovou vzdialenosťou rozdielnych šošoviek. Formy tohto typu šošoviek (plano-konkávne, bikonkávne, meniskus) zriedených lúče viac, než by bolo rozvedené, než sa dostane na ich povrchu. Rozložené šošovky vytvoriť virtuálny obraz. Iba vtedy, keď konvergencie incidente lúče významný (sa zbiehajú niekde medzi objektívom a ohniská na opačnej strane) vytvorené lúče môže stále konvergovať k vytvoreniu reálneho obrazu.

významné rozdiely

To by malo byť veľmi starostlivo rozlišovať divergujúca alebo konvergujúci nosníkov konvergencie alebo divergencie objektívu. Typy šošoviek a Puchkova Sveta nemusia byť rovnaké. Lúče spojené s objektom alebo obrazový bod, sa nazývajú divergentná v prípade, že "utiecť" a konvergentné v prípade, že "zbierať" dohromady. V každom koaxiálneho optického systému optická os je cesta lúčov. Lúč pozdĺž osi prechádza bez zmeny smeru v dôsledku lomu. Je to v skutočnosti dobrá definícia optickej osi.

Nosník, ktorý sa pohybuje od vzdialenosti od optickej osi sa nazýva divergentné. A ten, kto sa blíži k nemu, sa nazýva konvergentné. Lúče rovnobežné s optickou osou, sú nulové divergujúca alebo konvergujúci. Tak, keď hovorí o konvergencie alebo divergencia lúča, je v korelácii s optickou osou.

Niektoré typy šošoviek, fyziky, ktoré je také, že je lúč vychýlený vo väčšej miere k optickej osi, sú zhromažďované. Sa zbiehajú lúče sa zbiehajú viac a divergentné vzďaľuje menej. Sú dokonca schopný, ak je ich sila je dostatočná na to, aby zväzok paralelne alebo konvergentné. Podobne rozdielne šošovka môže rozpúšťať viac rozbiehajúce lúče, a konvergujúci -, aby sa paralelne alebo divergentné.

lupy

Šošovka s dvoma konvexné plochy v stredu hrubšie ako na okrajoch, a môže byť použitý ako jednoduchý zväčšenie alebo lúpe. V tomto prípade sa pozorovateľ pozerá cez jej imaginárny, veľký obraz. Kamera šošovka však vytvorí na fólii alebo snímač skutočné zvyčajne znížená veľkosť v porovnaní s objektom.

okuliare

Schopnosť šošovky pre zmenu konvergencie svetla, sa nazýva jeho pevnosť. To je vyjadrené v dioptrií D = 1 / f, kde f - ohnisková vzdialenosť v metroch.

V šošovke s výkonom 5 dioptrií f = 20 cm. To znamená, dioptrické optometristu písanie dioptrické okuliare. Napríklad, keď zaznamenal 5,2 dioptrie. V dielni hotový obrobok sa 5 dioptrií, čo vedie v továrni, a trochu brúsiť jeden povrch pre pridanie 0,2 dioptrií. Princípom je, že pri tenkých šošoviek, v ktorej sú dve oblasti sú blízko pri sebe, je pozorované pravidlo, že ich výkon je súčet jednotlivých dioptrie: D = D ₁ + D _2.

ďalekohľad Galileo

V čase Galilea (začiatok XVII storočia), body v Európe boli široko dostupné. Majú tendenciu byť vyrobené v Holandsku a distribuovaný pouličných predavačov. Galileo počul, že niekto v Holandsku dal dva typy šošoviek v skúmavke, na vzdialené objekty bude zdať väčší. Použil teleobjektív zhromažďuje na jednom konci rúrky, a krátkym chodom rozptylu okulárom na druhom konci. Ak ohniskovej vzdialenosti objektívu rovná f _o a okuláru f _e, vzdialenosť medzi nimi musí byť f _o f _e, a sila (uhlové zväčšenie) f _o / f _e. Takýto systém sa nazýva Galileo potrubia.

Ďalekohľad zvýšenie 5 alebo 6-krát, porovnateľné so súčasnými Ručné ďalekohľad. To je dostačujúce pre mnoho zaujímavých astronomických pozorovaní. Môžete ľahko zobraziť mesačné krátery, štyri mesiace Jupitera, prstence planéty Saturn, fáza Venuša, hmlovín a hviezdokôp, rovnako ako najslabší hviezdy v našej Galaxii.

Kepler ďalekohľad

Kepler o tom všetkom počuli (on zodpovedal Galileo) a postavený iný druh ďalekohľadu s dvoma zbernými šošovkami. , V ktorom veľkej ohniskovej vzdialenosti, šošovky, a v ktorom je menej - okulár. Vzdialenosť medzi nimi je rovná f _o + f _e, a uhlová zväčšenie je f _o / f _e. Tento Keplerian (alebo astronomický) ďalekohľad vytvára obrátený obraz, ale aj pre hviezdy alebo mesiaca na tom nezáleží. Tento systém poskytol rovnomernejšie osvetlenie zorného poľa ako Galilean ďalekohľadu a bol vhodnejšie použiť, pretože umožňuje, aby sa vaše oči v pevnej polohe a vidieť celý zorné pole od okraja k okraju. Prístroj umožňuje dosiahnuť vyšší nárast ako Galileo rúrky bez vážneho poškodenia.

Obaja ďalekohľady trpia sférické aberácie, čo v obrázku nie je úplne zameraná a chromatické aberácie, ktorá vytvára farebné lemovanie. Kepler (Newton), že tieto vady nemožno prekonať. Oni nepredpokladal, že môžu existovať typy achromatické šošovky, fyziky, ktoré budú známe až v XIX storočí.

zrkadlovým ďalekohľadom

Gregory navrhol, že ako objektívu možno použiť ďalekohľad zrkadlá, pretože nemajú lemovanie. Newton vzal tento nápad a vytvoril Newtonov ďalekohľad tvar konkávne postriebrené zrkadlo a pozitívne okuláru. Podal vzorku do Royal Society, kde zostáva dodnes.

Jednooká teleskop môžu premietať obraz na obrazovke alebo film. Pre správnu zvýšenie vyžaduje pozitívne šošovku s veľkou ohniskovou vzdialenosťou, povedzme, 0,5 M, 1 m alebo mnohých metrov. Takéto usporiadanie je často používaný v astronomickom fotografovania. Ľudia, ktorí nie sú oboznámení s optikou sa môže zdať paradoxnej situácii, kedy slabšie dlhú ohniskovou vzdialenosťou dáva vyšší nárast.

guľa

To bolo navrhol, že dávnej kultúry môžu mali ďalekohľady, pretože oni robili malé sklenené guľôčky. Problém je v tom, že nie je známe, aké boli použité, a sú samozrejme nemohol tvoriť základ dobrého ďalekohľadu. Guličky môžu byť použité pre zvýšenie drobné predmety, ale kvalita zároveň bola úplne postačujúce.

Ohnisková vzdialenosť ideálneho sklenené gule je veľmi krátka a tvorí skutočný obraz je veľmi blízko k povrchu. Okrem toho, odchýlky (geometrické skreslenie) významné. Problém spočíva vo vzdialenosti medzi oboma povrchmi.

Avšak, keď urobíte hlboké drážky rovníkový blokovať lúče, ktoré spôsobujú obrazové vady, to dopadá veľmi priemernou lupu do pokutu. Toto rozhodnutie je pripisované Coddington, lupa jeho meno možno zakúpiť dnes na malé ručné lupiny študovať veľmi malé objekty. Ale dôkazy, že sa to stalo pred 19. storočím, no.