Linsen: Arten von Linsen (Physik). Formen des Sammelns, optische Zerstreuungslinse. Wie die Art der Linse bestimmen?

Die Linsen sind in der Regel eine sphärische oder nahezu sphärische Oberfläche aufweisen. Sie kann konvex, konkav oder flach sein (Radius unendlich). Hat zwei Oberflächen, durch welche Licht hindurchtritt. Sie können auf verschiedene Weise kombiniert werden, um verschiedene Arten von Linsen zu bilden (Foto unten in diesem Artikel angegeben):

• Wenn beide Oberflächen konvex sind (nach außen gekrümmt) Mittelabschnitt ist dicker als die Ränder.
• Linse mit konvexen und konkaven Bereichen ist der Meniskus genannt.
• Linse mit einer flachen Oberfläche ist ein plankonkave oder plankonvexe genannt, abhängig von der Art der anderen Kugel.

Wie die Art der Linse bestimmen? Schauen wir uns dies genauer.

Sammellinsen: Arten von Linsen

Unabhängig von Kopplungsflächen, wenn ihre Dicke in dem zentralen Bereich größer ist als die Ränder, werden sie zu sammeln bezeichnet. Haben Sie eine positive Brennweite. Die folgenden Arten von Linsen konvergieren:

• plankonvexe,
• bikonvexe,
• eine konkav-konvexe (Meniskus).

Sie werden als „positiv“ bezeichnet.

Spread-Linsen: Arten von Linsen

Wenn ihre Dicke in der Mitte dünner ist als an den Rändern, werden sie Streuung genannt. Eine negative Brennweite. Es gibt einige Arten von Streulinsen:

• plankonkave,
• bikonkave,
• konkav-konvex (Meniskus).

Sie werden als „negativ“ bezeichnet.

Grundkonzepte

Die Strahlen divergieren von einer Punktquelle von einem einzigen Punkt. Sie werden Strahl bezeichnet. Wenn der Strahl die Linse eintritt, wird jeder Strahl durch Ändern seiner Richtung gebrochen wird. Aus diesem Grunde kann der Strahlaustritt die Linse in einem mehr oder weniger divergent.

Einige Arten von optischen Linsen verändern die Richtung der Strahlen, so dass sie an einem einzigen Punkt zusammenlaufen. Wenn die Lichtquelle zumindest in der Brennweite angeordnet ist, konvergiert der Strahl an einem Punkt, der zumindest in der gleichen Entfernung.

Reale und virtuelle Bilder

Eine Punktlichtquelle ist gültiges Objekt, und der Punkt der Konvergenz des Strahlenbündels von der Linse kommt, ist es ein gültiges Bild genannt.

Bedeutung hat eine Reihe von Punktquellen verteilen normalerweise eine ebene Fläche. Ein Beispiel ist das Bild auf der Mattscheibe, von hinten beleuchtet. Ein weiteres Beispiel des Filmstreifens wird von hinten beleuchtet, so dass das Licht von ihm durch die Linse geleitet, multipliziert das Bild auf einem Flachbildschirm.

In diesen Fällen sprechen über die Ebene. Punkt auf der Bildebene 1: 1 entsprechen Punkte auf der Objektebene. Das gleiche gilt für die geometrischen Figuren, auch wenn die sich ergebende Bild kann in Bezug auf das Objekt von oben nach unten oder von links nach rechts umgekehrt werden.

Toe Strahlen an einem Punkt erzeugt ein reelles Bild, und die Differenz – imaginär. Wenn es deutlich auf dem Bildschirm skizziert wird – es ist gültig. Wenn das gleiche Bild, indem man durch die Linse in Richtung der Lichtquelle nur zu sehen ist, ist es imaginär genannt. Reflexion im Spiegel – imaginär. Ein Bild, das durch ein Teleskop zu sehen ist – als auch. Aber die Projektion der Kameralinse zu dem Film gibt ein reelles Bild.

Brennweite

Fokus-Objektive können, indem sie durch sie einen Strahl von parallelen Strahlen gefunden werden. Der Punkt, an dem sie zusammenkommen, und es wird F. fokussieren Der Abstand von dem Brennpunkt der Linse ihre Brennweite f bezeichnet. Sie können die parallelen Strahlen von der anderen Seite überspringen und somit F auf beiden Seiten finden. Jede Linse hat zwei zwei F und f. Wenn es relativ dünn im Vergleich zu ihrer Brennweite ist, ist diese in etwa gleich.

Divergenz und Konvergenz

Gekennzeichnet durch eine positive Brennweite Sammellinsen. Formen dieser Art von Linsen (plankonvexe, bikonkave, Meniskus) reduzieren die Strahlen kommen aus ihnen heraus, mehr als sie auf diese reduziert. Die Sammellinsen können als reale und eine imaginäre Bild erzeugt werden. Die erste ist, gebildet wird, nur wenn der Abstand von der Linse zu dem Objekt größer als der Brenn.

Gekennzeichnet durch eine negative Brennweite Zerstreuungslinsen. Formen dieser Art von Linsen (plankonkaven, bikonkaven, Meniskus) verdünnt Strahlen mehr, als sie geschieden wurden, bevor sie auf ihrer Oberfläche erhalten. Verteilt Linsen erzeugen ein virtuelles Bild. Erst wenn die Konvergenz der einfallenden Strahlen signifikante (konvergieren sie irgendwo zwischen der Linse und dem Brennpunkt auf der entgegengesetzten Seite) gebildet Strahlen noch ein reelles Bild zu bilden, konvergieren können.

wichtige Unterschiede

Es sollte sehr vorsichtig sein, Konvergenz oder Divergenz der Strahlen Konvergenz oder Divergenz Linse zu unterscheiden. Arten von Linsen und Puchkov Sveta können nicht das gleiche sein. Strahlen, die mit einem Objekt oder Bildpunkt divergieren, wenn sie genannt „weglaufen“ und konvergent, wenn sie „sammeln“ zusammen. In jedem koaxialen optischen System optische Achse ist der Weg der Strahlen. Der Strahl entlang der Achse verläuft ohne Richtungsänderung durch Brechung. Es ist in der Tat eine gute Definition der optischen Achse.

Strahl, der von dem Abstand von der optischen Achse bewegt wird, divergent genannt. Und derjenige, der näher an ist es immer, ist konvergent genannt. Strahlen parallel zur optischen Achse, werden die Null Konvergenz oder Divergenz. Somit wird, wenn über die Konvergenz oder Divergenz des Strahls zu sprechen, korreliert sie mit der optischen Achse.

Einige Arten von Linsen, die Physik der so bemessen ist, dass der Strahl in einem größeren Ausmaß zu der optischen Achse ausgelenkt wird, werden gesammelt. Sie konvergieren Strahlen mehr und divergent konvergieren bewegen weniger weg. Sie sind sogar in der Lage, wenn ihre Kraft für diesen Zweck ausreichend ist, machen ein Bündel von parallel oder konvergent. Ähnlich Zerstreuungslinse mehr divergierenden Strahlen auflösen kann, und konvergierenden – divergent zu machen oder parallel.

Lupen

Eine Linse mit zwei konvexen Oberflächen in der Mitte dicker als an den Rand, und kann als einfache Lupe oder Lupe verwendet werden. In diesem Fall sucht der Betrachter durch ihr imaginäres, Großbild. Die Kameralinse, jedoch bilden sich auf dem Film oder den Sensor tatsächlich in der Regel in der Größe reduziert, verglichen mit dem Objekt.

Brille

Die Fähigkeit der Linse, um die Konvergenz des Lichts zu verändern ist seine Stärke genannt. Es wird in Dioptrien D = 1 / f ausgedrückt, wobei f – Brennweite in Metern.

In der Linse mit der Leistung von 5 Dioptrien f = 20 cm. Dies zeigt Dioptrien optometrist Schreiben einer Brille. Zum Beispiel nahm er 5,2 Dioptrien. In der Werkstatt fertigen Werkstücks übernehmen 5 Dioptrien in der Fabrik führt, und ein wenig schleifen eine Oberfläche von 0,2 Dioptrien hinzuzufügen. Das Prinzip besteht darin , daß für dünne Linsen, in der zwei Bereiche nahe beieinander sind, wird Regel beobachtet , dass ihre Gesamtleistung ist die Summe jeden Diopter: D = D ₁ + D _2.

Galileis Fernrohr

In Galileis Zeit (Anfang des XVII Jahrhunderts), weist in Europa weit verbreitet waren. Sie neigen dazu, in den Niederlanden gefertigt werden und von Straßenhändlern vertrieben. Galileo gehört, dass jemand in den Niederlanden stellen die zwei Typen von Linsen in einem Rohr, um weit entfernte Objekte größer erscheinen. Er benutzte ein Teleobjektiv in einem Ende des Rohres sammelt, und eine Kurzdistanz-Streuung Okular am anderen Ende. Wenn die Brennweite gleich f _o und f Okular _E, sollte der Abstand zwischen ihnen sein , f _o -f _E, und die Kraft (Winkelvergrößerung) f _o / f _e. Ein solches Schema wird Galileo Rohr genannt.

Teleskop hat Erhöhungen 5 oder 6-fach, vergleichbar mit zeitgenössischem Hand-Fernglas. Dies ist ausreichend für viele spannende astronomische Beobachtungen. Sie können die Mondkrater leicht sehen, die vier Monde des Jupiter, die Ringe des Saturn, die Phasen der Venus, Nebeln und Sternhaufen, sowie die schwächsten Sterne in der Milchstraße.

Kepler-Teleskop

Kepler hörte das alles (er entsprach Galileo) und baute eine andere Art von Teleskop mit zwei Sammellinsen. Eines, in dem eine große Brennweite, eine Linse und eine, in dem es weniger – das Okular. Der Abstand zwischen ihnen ist gleich f _o + f _e, und die Winkelvergrößerung beträgt f _o / f _e. Diese Keplerian (oder astronomisches) Teleskop erzeugt ein umgekehrtes Bild, aber für die Sterne oder den Mond es keine Rolle spielt. Dieses Schema hat eine gleichmäßige Ausleuchtung des Sichtfeldes als die galiläischen Teleskop zur Verfügung gestellt und war bequemer zu bedienen, wie es Ihre Augen in einer festen Position halten können und das gesamte Sichtfeld von Rand zu Rand sehen. Das Gerät ermöglicht einen höheren Anstieg als Galileo Röhre ohne ernsthafte Verschlechterung zu erreichen.

Beide Teleskope leiden an sphärischer Aberration, in einem Bild führt , nicht vollständig fokussiert und chromatische Aberration, die Farbsäume erzeugt. Kepler (Newton) angenommen, dass diese Mängel nicht überwunden werden kann. Sie erwarten nicht, dass es Arten von Achromaten sein kann, die Physik von denen nur im XIX Jahrhundert bekannt sein wird.

Spiegelteleskop

Gregory schlug vor, dass als Linsenteleskopspiegel verwendet werden können, da sie keine Farbsäume haben. Newton nahm diese Idee und schuf eine Newton-Teleskop die Form eines konkaven versilberten Spiegel und ein positives Okular. Er reichte die Probe in der Royal Society, wo er bis heute.

Einäugiges Teleskop kann ein Bild auf einen Bildschirm oder Film projiziert. Für eine korrekte Erhöhung erfordert eine positive Linse mit einer großen Brennweite, sagen wir, 0,5 m, 1 m oder viele Meter. Eine solche Anordnung ist häufig in der astronomischen Fotografie eingesetzt. Menschen nicht vertraut mit der Optik können paradoxe Situation scheinen, wo schwächer lange Fokuslinse größere Steigerungen gibt.

Kugeln

Es wurde vorgeschlagen, dass die alten Kulturen Teleskope gehabt haben können, weil sie die kleinen Glasperlen tat. Das Problem ist, dass es nicht bekannt ist, was sie einmal waren, und sie sind natürlich, könnten die Grundlage für ein gutes Teleskop nicht bilden. Bälle können zur Erhöhung der kleinen Objekten verwendet werden, aber die Qualität zugleich war kaum zufriedenstellend.

Die Brennweite der idealen Glaskugel ist sehr kurz und bildet ein reelles Bild auf den Bereich in unmittelbarer Nähe ist. Zusätzlich Aberrationen (geometrische Verzerrung) signifikant. Das Problem liegt in dem Abstand zwischen den beiden Oberflächen.

Wenn Sie jedoch eine tiefe Äquatorrille machen die Strahlen zu blockieren, die Bildfehler verursachen, wird es sehr mittelmäßig Lupe zu einem feinen aus. Diese Entscheidung Coddington zugeschrieben wird, kann eine Lupe seines Namens zu studieren sehr kleine Objekte auf einem kleinen Handlupen gekauft heute werden. Aber die Beweise, dass dies wurde vor dem 19. Jahrhundert getan, nein.