Zawartość
- Soczewki i fizyka powiększenia
- Równanie cienkich soczewek i współczynnik powiększenia
- Ludzkie Oko
- Kalkulator powiększenia
Soczewki, zarówno biologiczne, jak i syntetyczne, są cudami fizyki optycznej, które wykorzystują zdolność niektórych mediów do załamywania lub zginania promieni świetlnych. Występują w dwóch podstawowych kształtach: wypukłe lub zakrzywione na zewnątrz i wklęsłe lub zakrzywione do wewnątrz. Jednym z ich głównych celów jest powiększanie obrazów lub sprawianie, by wyglądały na większe niż w rzeczywistości.
Soczewki można znaleźć w teleskopach, mikroskopach, lornetkach i innych instrumentach optycznych oraz na własne oczy. Naukowcy i studenci mają do dyspozycji wiele prostych równań algebraicznych, aby powiązać fizyczne wymiary i kształt soczewki z jej wpływem na promienie świetlne, które przez nią przechodzą.
Soczewki i fizyka powiększenia
Większość „sztucznych” soczewek wykonana jest ze szkła. Powodem, dla którego soczewki załamują światło, jest to, że kiedy promienie światła przemieszczają się z jednego średni (np. powietrze, woda lub inny materiał fizyczny) w inny, ich prędkość zmienia się bardzo nieznacznie, w wyniku czego promienie zmieniają kurs.
Kiedy promienie światła wpadają do podwójnie wypukłej soczewki (to znaczy takiej, która wygląda jak spłaszczony owal z boku) w kierunku prostopadłym do powierzchni soczewki, promienie najbliższe każdej krawędzi są gwałtownie załamywane w kierunku środka, najpierw po wejściu do soczewki i znowu przy wyjeździe. Te bliżej środka są mniej zgięte, a te przechodzące prostopadle przez środek wcale się nie załamują. W rezultacie wszystkie te promienie zbiegają się w jednym punkt centralny (fa) dystans fa od środka soczewki.
Równanie cienkich soczewek i współczynnik powiększenia
Można także tworzyć obrazy wytwarzane przez obiektywy i lustra real (tj. możliwe do wyświetlenia na ekranie) lub wirtualny (tj. nieprzewidywalne). Zgodnie z konwencją wartości odległości rzeczywistych obrazów (ja) z obiektywu są dodatnie, podczas gdy obrazy wirtualne są ujemne. Odległość samego obiektu od soczewki (o) jest zawsze pozytywna.
Wypukłe (zbieżne) soczewki wytwarzają prawdziwe obrazy i są kojarzone z wartością dodatnią wynoszącą fa, podczas gdy wklęsłe (rozbieżne) soczewki wytwarzają wirtualne obrazy i są kojarzone z ujemną wartością fa.
Ogniskowa fa, odległość obiektu o i odległość obrazu ja są powiązane przez równanie cienkiej soczewki:
frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}Podczas gdy formuła powiększenia lub współczynnik powiększenia (m) wiąże wysokość obrazu wytwarzanego przez soczewkę z wysokością obiektu:
m = frac {-i} {o}Zapamiętaj, ja jest ujemny dla obrazów wirtualnych.
Ludzkie Oko
Soczewki twoich oczu działają jak soczewki zbieżne.
Jak można przewidzieć na podstawie tego, co już przeczytałeś, soczewki oka są wypukłe po obu stronach. Bez soczewek zarówno wypukłych, jak i elastycznych, światło wpadające do twoich oczu byłoby interpretowane przez mózg znacznie bardziej hematycznie niż w rzeczywistości, a ludzie mieliby straszne trudności w poruszaniu się po świecie (i prawdopodobnie nie przeżyliby surfowania po Internecie dla nauki Informacja).
Światło najpierw dostaje się do oka przez rogówkę, wypukłą zewnętrzną warstwę przedniej części gałki ocznej. Następnie przechodzi przez źrenicę, której średnicę można regulować drobnymi mięśniami. Soczewka znajduje się za źrenicą. Część oka, na której powstaje obraz, która znajduje się po wewnętrznej stronie dolnej tylnej części gałki ocznej, nazywa się Siatkówka oka. Informacje wizualne są przekazywane z siatkówki do mózgu przez nerwy wzrokowe.
Kalkulator powiększenia
Możesz znaleźć strony internetowe, które pomogą Ci rozwiązać niektóre z tych problemów, gdy tylko zaznajomisz się z podstawową fizyką, pracując samodzielnie. Główną ideą jest zrozumienie, w jaki sposób różne składniki równania soczewki odnoszą się do siebie i dlaczego zmiany zmiennych wywołują rzeczywiste efekty, które wywołują.
Przykład takiego narzędzia online znajduje się w zasobach.