Ống kính: loại ống kính (vật lý). Hình thức thu thập, thấu kính quang học. Làm thế nào để xác định loại thấu kính?

Các ống kính có xu hướng có một bề mặt hình cầu hoặc gần hình cầu. Họ có thể lồi, lõm hoặc phẳng (bán kính vô cực). Có hai bề mặt mà qua đó ánh sáng đi. Họ có thể được kết hợp theo những cách khác nhau để tạo thành các loại khác nhau của ống kính (ảnh nêu phía sau trong bài viết này):

• Nếu cả hai bề mặt lồi (bề ngoài cong) phần trung tâm là dày hơn các cạnh.
• Lens với lĩnh vực lồi và lõm được gọi là khum.
• Lens với một mặt phẳng được gọi là phẳng-lõm hoặc phẳng-lồi, tùy theo tính chất của lĩnh vực khác.

Làm thế nào để xác định loại thấu kính? Chúng ta hãy xét này chi tiết hơn.

Thu ống kính: loại ống kính

Bất kể bề mặt khớp nối nếu độ dày của họ trong phần trung tâm lớn hơn các cạnh, họ được gọi là thu thập. Có tiêu cự dương. Các loại sau đây của tụ ống kính:

• phẳng-lồi,
• hai mặt lồi,
• một concavo-lồi (khum).

Họ được gọi là "tích cực".

ống kính Spread: loại ống kính

Nếu độ dày của họ là mỏng hơn ở trung tâm hơn ở các cạnh, chúng được gọi là tán xạ. Có một âm độ dài tiêu cự. Có một số loại tán xạ ống kính:

• phẳng-lõm,
• hai mặt lõm,
• lõm-lồi (khum).

Họ được gọi là "tiêu cực."

khái niệm cơ bản

Các tia phân ra từ một nguồn điểm của một điểm duy nhất. Họ được gọi là chùm. Khi chùm tia đi vào ống kính, mỗi chùm khúc xạ bằng cách thay đổi hướng của nó. Vì lý do này, các chùm tia có thể thoát khỏi ống kính trong một khác nhau nhiều hay ít.

Một số loại ống kính quang học thay đổi hướng của tia để họ hội tụ tại một điểm duy nhất. Nếu nguồn sáng được xử lý ít nhất là ở khoảng cách tiêu cự, chùm tia hội tụ tại một điểm đó, ít nhất là ở cùng một khoảng cách.

hình ảnh thực tế và ảo

Một nguồn sáng điểm được gọi là đối tượng hợp lệ, và điểm hội tụ của chùm tia phát ra từ ống kính, đó là một hình ảnh hợp lệ.

Tầm quan trọng có một loạt các nguồn điểm phân phối trên thường là một bề mặt phẳng. Một ví dụ là hình ảnh trên kính mặt đất, thắp sáng từ phía sau. Một ví dụ khác của phim đèn chiếu được chiếu sáng từ phía sau sao cho ánh sáng từ nó đi qua ống kính, nhân với hình ảnh trên một màn hình phẳng.

Trong những trường hợp này, nói về máy bay. Điểm trên mặt phẳng ảnh 1: 1 tương ứng với điểm trên mặt phẳng đối tượng. Điều tương tự cũng áp dụng cho các số liệu hình học, mặc dù hình ảnh kết quả có thể được đảo ngược đối với các đối tượng từ trên xuống dưới có hoặc trái sang phải.

Toe-quang tại một thời điểm tạo ra một hình ảnh thực, và sự khác biệt - tưởng tượng. Khi nó được vạch ra rõ ràng trên màn hình - đó là hợp lệ. Nếu cùng một hình ảnh có thể được nhìn thấy chỉ bằng cách nhìn qua lăng kính về phía nguồn sáng, nó được gọi là tưởng tượng. Reflection trong gương - tưởng tượng. Một bức tranh có thể được nhìn thấy qua một kính thiên văn - là tốt. Tuy nhiên, dự báo của các ống kính máy ảnh để bộ phim đưa ra một hình ảnh thực sự.

chiều dài tiêu cự

ống kính tập trung có thể được tìm thấy bằng cách đi qua nó một chùm tia song song. Điểm mà tại đó họ đến với nhau, và nó sẽ tập trung F. Khoảng cách từ tâm điểm của ống kính được gọi là tiêu cự của nó f. bạn có thể bỏ qua các tia song song từ phía bên kia và do đó tìm F trên cả hai mặt. Mỗi ống kính có hai hai F và f. Nếu nó là tương đối mỏng so với chiều dài tiêu cự của nó, sau này là xấp xỉ bằng nhau.

Phân kỳ và hội tụ

Đặc trưng bởi một thấu kính hội tụ tiêu cự dài dương. Các hình thức của loại ống kính (phẳng-lồi, hai mặt lõm, khum) giảm các tia sắp ra trong số họ, nhiều hơn những gì họ đã được giảm xuống này. Các ống kính thu thập có thể được hình thành như một thực tế và một hình ảnh tưởng tượng. Là người đầu tiên được hình thành chỉ khi khoảng cách từ ống kính đến đối tượng lớn hơn tiêu cự.

Đặc trưng bởi chiều dài phân kỳ ống kính tiêu cự tiêu cực. Các hình thức của loại ống kính (phẳng-lõm, hai mặt lõm, khum) tia pha loãng hơn họ đã ly dị trước khi lên bề mặt của chúng. ống kính lây lan tạo ra một hình ảnh ảo. Chỉ khi sự hội tụ của vụ việc rays đáng kể (họ hội tụ nơi nào đó giữa ống kính và tâm điểm ở phía đối diện) tia hình thành vẫn có thể hội tụ để tạo thành một hình ảnh thực sự.

khác biệt quan trọng

Nó phải rất cẩn thận để phân biệt hội tụ hay phân kỳ của các chùm tia hội tụ hay thấu kính phân kỳ. Các loại ống kính và Puchkov Sveta có thể không giống nhau. Tia kết hợp với một đối tượng hoặc hình ảnh điểm, được gọi là khác nhau nếu họ "chạy trốn" và hội tụ nếu họ "thu thập" với nhau. Trong bất kỳ đồng trục hệ thống quang học quang trục là đường đi của tia. Các tia dọc theo trục đi qua mà không cần bất kỳ sự thay đổi về phương hướng do khúc xạ. Đó là, trên thực tế, một định nghĩa tốt của trục quang học.

Chùm được di chuyển ra khỏi khoảng cách từ trục quang học được gọi là khác nhau. Và một trong những người là nhận được gần gũi hơn với nó, được gọi là hội tụ. Tia song song với trục quang học, là không hội tụ hay phân kỳ. Vì vậy, khi nói về sự hội tụ hay phân kỳ của chùm tia, nó tương quan với trục quang học.

Một số loại ống kính, tính chất vật lý của nó là như vậy mà chùm tia bị lệch đến một mức độ lớn hơn so với trục quang học, được thu thập. Họ hội tụ tia hội tụ ngày càng khác nhau di chuyển ra ít hơn. Họ thậm chí còn có thể, nếu sức mạnh của họ là đủ cho mục đích này, tạo ra một bó song song hoặc tụ. Tương tự phân kỳ ống kính có thể hòa tan tia phân kỳ hơn, và hội tụ - để làm song song hoặc khác nhau.

kính lúp

Một ống kính với hai bề mặt lồi dày ở trung tâm hơn ở các cạnh, và có thể được sử dụng như một kính lúp đơn giản hoặc kính lúp. Trong trường hợp này, người quan sát nhìn qua tưởng tượng, hình ảnh lớn của cô. Ống kính máy ảnh, tuy nhiên, hình thành trên bộ phim hay cảm biến thực tế thường giảm kích thước so với các đối tượng.

kính

Khả năng của ống kính để thay đổi sự hội tụ của ánh sáng được gọi là sức mạnh của nó. Nó được thể hiện trong diopters D = 1 / f, trong đó f - chiều dài tiêu cự bằng mét.

Trong ống kính với sức mạnh của 5 diopters f = 20 cm. Điều này cho thấy diopter viên đo mắt kính viết toa bác sĩ. Ví dụ, ông ghi nhận 5.2 diopters. Trong hội thảo xong phôi mất 5 diopters, dẫn đến việc nhà máy, và một chút xay một bề mặt để thêm 0,2 diopters. Nguyên tắc là đối với thấu kính mỏng, trong đó hai lĩnh vực gần gũi với nhau, được quan sát quy tắc tổng công suất của họ là tổng của mỗi quang học: D = D ₁ + D _2.

kính viễn vọng của Galileo

Trong thời gian Galileo (đầu thế kỷ XVII), chỉ ở châu Âu đã phổ biến rộng rãi. Họ có xu hướng được sản xuất tại Hà Lan và được phân phối bởi người bán hàng rong. Galileo nghe nói rằng một người nào đó ở Hà Lan đưa hai loại ống kính trong một ống, với các đối tượng ở xa có vẻ lớn hơn. Ông đã sử dụng một ống kính tele tập hợp ở một đầu của ống, và một đoạn ngắn-ném phân tán thị kính ở đầu kia. Nếu ống kính tiêu cự dài tương đương với f _o và thị kính f _e, khoảng cách giữa họ nên f _o -f _e, và lực (góc độ phóng đại) f _o / f _e. một chương trình như vậy được gọi Galileo ống.

Kính viễn vọng có tăng 5 hoặc 6 lần, tương đương với ống nhòm cầm tay hiện đại. Đây là đủ cho nhiều thú vị quan sát thiên văn. Bạn có thể dễ dàng nhìn thấy miệng núi lửa mặt trăng, bốn mặt trăng của sao Mộc, các vành đai sao Thổ, các giai đoạn của Venus, tinh vân, và các chòm sao, cũng như những ngôi sao mờ nhất trong thiên hà Milky Way.

kính thiên văn Kepler

Kepler nghe nói về tất cả điều này (ông tương ứng Galileo) và xây dựng một loại kính thiên văn với hai ống kính thu. Một trong đó chiều dài lớn tiêu cự, ống kính, và một trong đó là ít hơn - thị kính. Khoảng cách giữa chúng là tương đương với f _o + f _e, và độ phóng đại góc là f _o / f _e. Keplerian (hoặc thiên văn) kính thiên văn này tạo ra một hình ảnh ngược, nhưng đối với các ngôi sao hoặc mặt trăng nó không quan trọng. Đề án này đã cung cấp một ánh sáng thậm chí nhiều hơn trong những lĩnh vực xem hơn so với kính thiên văn Galilê, và là thuận tiện hơn để sử dụng vì nó cho phép để giữ cho đôi mắt của bạn ở một vị trí cố định và nhìn thấy toàn bộ trường nhìn từ mép này sang mép. Thiết bị này cho phép để đạt được một sự gia tăng cao hơn so với Galileo ống mà không suy giảm nghiêm trọng.

Cả hai kính viễn vọng bị quang sai cầu, kết quả là một hình ảnh không tập trung hoàn toàn, và chromatic aberration, mà tạo ra viền màu. Kepler (Newton) tin rằng những khiếm khuyết không thể được khắc phục. Họ đã không dự đoán rằng có thể có loại ống kính tiêu sắc, tính chất vật lý trong số đó sẽ được chỉ được biết đến trong thế kỷ XIX.

phản ánh kính thiên văn

Gregory cho rằng như ống kính gương kính viễn vọng có thể được sử dụng, vì họ không có viền màu. Newton mất ý tưởng này và tạo ra một chiếc kính thiên văn Newton hình dạng của một chiếc gương bạc lõm và một thị kính tích cực. Ông đưa cho mẫu vào Hội Hoàng gia, nơi ông vẫn còn cho đến ngày nay.

Single-lens kính viễn vọng có thể chiếu một hình ảnh lên một màn hình hoặc phim. Để tăng độ thích hợp đòi hỏi một thấu kính hội tụ với một khoảng cách lớn tiêu cự, ví dụ, 0,5 m, 1 m hoặc nhiều mét. một sự sắp xếp như vậy thường được sử dụng trong nhiếp ảnh thiên văn. Mọi người không quen thuộc với thấu kính có vẻ tình hình nghịch lý nơi yếu ống kính tiêu cự dài cho tăng lớn hơn.

lĩnh vực

Nó đã được gợi ý rằng các nền văn hóa cổ xưa có thể đã có kính thiên văn, bởi vì họ đã làm các hạt thủy tinh nhỏ. Vấn đề là nó không được biết những gì họ đã được sử dụng, và họ đang có, tất nhiên, không thể hình thành cơ sở của một kính thiên văn tốt. Bóng có thể được sử dụng để tăng các đối tượng nhỏ, nhưng chất lượng đồng thời là hầu như không thỏa đáng.

Chiều dài tiêu cự của quả cầu thủy tinh lý tưởng là rất ngắn và tạo thành một hình ảnh thực sự là rất gần với hình cầu. Bên cạnh đó, quang sai (biến dạng hình học) có ý nghĩa. Vấn đề nằm ở chỗ khoảng cách giữa hai bề mặt.

Tuy nhiên, nếu bạn thực hiện một rãnh xích đạo sâu để ngăn chặn các tia, gây khuyết tật hình ảnh, nó quay ra kính lúp rất tầm thường thành mức phạt. Quyết định này được gán cho Coddington, một kính lúp của tên của ông có thể được mua ngày hôm nay tại một kính lúp cầm tay nhỏ để nghiên cứu vật thể rất nhỏ. Tuy nhiên, bằng chứng cho thấy điều này đã được thực hiện trước khi thế kỷ 19, không có.