Zbieranie soczewki: co o niej wiemy?

W dzieciństwie wielu z nas bawił się lupą. Interesujące było obserwowanie, jak można go wykorzystać do wypalania gazety, drzewa i innych przedmiotów. W bardziej dojrzałym wieku często używamy powiększenia obiektywu, aby spojrzeć na szczegóły obrazu lub mały tekst. Ale jak to działa, dlaczego w niektórych przypadkach obrazy są duże, aw innych odwrócone, nie wszyscy wiedzą. Zobaczmy, jak działa soczewka zbierająca, jakie są jej parametry i jaką rolę odgrywa odległość do danego obiektu.

Podstawowe definicje i właściwości

Każda teoria jest najlepiej zdemontowana, zaczynając od kluczowych pojęć. Zacznijmy od faktu, że typy soczewek są bezpośrednio zależne od ich postaci. Zarówno szkło jak i inne przezroczyste materiały o wysokim współczynniku załamania mogą być wykorzystane jako podstawa do ich wytworzenia. Jeśli środek obiektywu jest grubszy niż jego krawędzie, otrzymasz soczewkę zbierającą, a poza tym - soczewkę dyfuzyjną. Prosta przechodząca przez środek krzywizny dwóch powierzchni jest główną osią optyczną. Soczewka rozpraszająca lub zbierająca jest nazywana cienką, jeśli promienie jej boków są zasadniczo większe niż jej grubość w dowolnym miejscu. Jeśli wiązka światła przechodzi przez środek soczewki, nie zmienia ona kierunku. Ta właściwość jest często używana do określenia, jak będzie wyglądał ostateczny obraz. Jeśli jednak wiązka promieni równoległych do jej głównej osi optycznej uderzy w powierzchnię soczewki, to po przekroczeniu jej środka optycznego i przejściu przez ogniskową, ich ścieżki przecinają się we wspólnym punkcie nazywanym ogniskiem. Im mniejsza ogniskowa, tym większa moc optyczna tej optyki. Ostatni parametr jest zwykle mierzony w dioptriach.

Jak ustalić, jaki obraz da soczewka do zbierania?

Wszystko, co potrzebne jest do tego, to dowiedzieć się, jaka jest jego długość ogniskowa i odległość od obiektu. Ponadto po prostu je porównujemy i przestrzegamy następujących zasad:

1. Jeśli obiekt jest bardzo, bardzo daleko od obiektywu, możemy założyć, że wszystkie promienie światła, które są odbijane od niego, idą równolegle do głównej osi optycznej, co oznacza, że ​​wszystkie przecinają się w ognisku, a my po prostu nie zobaczymy tego obiektu.
2. Jeśli obiekt obserwacji znajduje się za podwójnym punktem skupienia, czyli poza podwójną ogniskową, obraz zostanie odwrócony do góry nogami. Co więcej, jego rozmiar będzie mniejszy niż rozmiar samego obiektu.
3. Gdy obiekt znajduje się w punkcie podwójnego ogniskowania, jego obraz również zostanie odwrócony. Ale tym razem jego wymiary będą odpowiadały rozmiarowi danego obiektu.
4. Jeśli zbliżysz szkło powiększające nieco bardziej, aby obiekt znajdował się pośrodku pomiędzy ostrością i podwójną ostrością, obraz pozostanie odwrócony, ale teraz zostanie powiększony.
5. Ciekawski efekt uzyskuje się, gdy soczewka zbierająca znajduje się dokładnie w ogniskowej odległości od obiektu. W tym przypadku, po refrakcji, promienie będą równoległe do siebie nawzajem i nie zobaczymy obrazu.
6. I tylko wtedy, gdy obiekt znajduje się pomiędzy centrum optycznym a ogniskiem, możliwe będzie korzystanie z lupy tak jak zwykle. Powstały obraz będzie bezpośredni i powiększony, co pozwoli szczegółowo przeanalizować wszystkie najmniejsze szczegóły.