Sukurkite objekto ab vaizdą su židinio nuotoliu. Vaizdo kūrimas objektyvuose
Vaizdai:
1. Tikrasis – tie vaizdai, kuriuos gauname susikirtę pro objektyvą praėję spinduliai. Jie gaunami susiliejančiame lęšyje;
2. Įsivaizduojamasis - vaizdiniai, suformuoti iš besiskiriančių spindulių, kurių spinduliai faktiškai nesikerta vienas su kitu, o jų tęsiniai, nubrėžti priešinga kryptimi, susikerta.
Konverguojantis objektyvas gali sukurti tiek realius, tiek virtualius vaizdus.
Skirtingas objektyvas sukuria tik virtualų vaizdą.
susiliejantis objektyvas
Norint sukurti objekto vaizdą, reikia mesti du spindulius. Pirmasis spindulys eina iš viršutinio objekto taško lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai. Objektyve spindulys lūžta ir praeina per židinio tašką. Antrasis spindulys turi būti nukreiptas iš viršutinio objekto taško per optinį objektyvo centrą, jis praeis nelūžęs. Dviejų spindulių sankirtoje dedame tašką A. Tai bus viršutinio objekto taško vaizdas.
Dėl konstrukcijos susidarė sumažintas, apverstas, tikras vaizdas(Žr. 1 pav.).
Ryžiai. 1. Jei objektas yra už dvigubas fokusavimas
Statybai būtina naudoti dvi sijas. Pirmasis spindulys eina iš viršutinio objekto taško lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai. Objektyve spindulys lūžta ir praeina per židinio tašką. Antrasis spindulys turi būti nukreiptas iš viršutinio objekto taško per objektyvo optinį centrą; jis praeis pro objektyvą nelūždamas. Dviejų spindulių sankirtoje dedame tašką A. Tai bus viršutinio objekto taško vaizdas.
Taip pat konstruojamas ir apatinio objekto taško vaizdas.
Konstravimo metu gaunamas vaizdas, kurio aukštis sutampa su objekto aukščiu. Vaizdas apverstas ir tikras (2 pav.).
Ryžiai. 2. Jei objektas yra dvigubo fokusavimo taške
Statybai būtina naudoti dvi sijas. Pirmasis spindulys eina iš viršutinio objekto taško lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai. Objektyve spindulys lūžta ir praeina per židinio tašką. Antrasis spindulys turi būti nukreiptas iš objekto viršaus per optinį objektyvo centrą. Jis prasiskverbia pro objektyvą nelūždamas. Dviejų spindulių sankirtoje dedame tašką A. Tai bus viršutinio objekto taško vaizdas.
Taip pat konstruojamas ir apatinio objekto taško vaizdas.
Konstravimo rezultate gaunamas padidintas, apverstas, tikras vaizdas (žr. 3 pav.).
Ryžiai. 3. Jei objektas yra tarp židinio ir dvigubo fokusavimo
Taip veikia projekcinis aparatas. Filmo kadras yra šalia židinio, todėl labai padidėja.
Išvada: objektui artėjant prie objektyvo, keičiasi vaizdo dydis.
Kai objektas yra toli nuo objektyvo, vaizdas sumažinamas. Kai objektas artėja, vaizdas padidinamas. Didžiausias vaizdas bus tada, kai objektas bus šalia objektyvo židinio.
Elementas nesukurs jokio vaizdo (vaizdas begalybėje). Kadangi spinduliai, krintantys ant lęšio, lūžta ir eina lygiagrečiai vienas kitam (žr. 4 pav.).
Ryžiai. 4. Jei objektas yra židinio plokštumoje
5. Jei objektas yra tarp objektyvo ir židinio
Statybai būtina naudoti dvi sijas. Pirmasis spindulys eina iš viršutinio objekto taško lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai. Objektyve spindulys lūžta ir praeina per židinio tašką. Kai spinduliai praeina pro objektyvą, jie išsiskiria. Todėl vaizdas bus formuojamas iš tos pačios pusės kaip ir pats objektas, ne pačių linijų, o jų tęsinių sankirtoje.
Konstravimo rezultate gaunamas padidintas, tiesioginis, virtualus vaizdas (žr. 5 pav.).
Ryžiai. 5. Jei objektas yra tarp objektyvo ir židinio
Taip veikia mikroskopas.
Išvada (žr. 6 pav.):
Ryžiai. 6. Išvada
Lentelės pagrindu galima sudaryti vaizdo priklausomybės nuo objekto vietos grafikus (žr. 7 pav.).
Ryžiai. 7. Vaizdo priklausomybės nuo objekto vietos grafikas
Mastelio keitimo grafikas (žr. 8 pav.).
Ryžiai. 8. Grafiko padidėjimas
Šviečiančio taško, esančio pagrindinėje optinėje ašyje, vaizdo kūrimas.
Norėdami sukurti taško vaizdą, turite paimti spindulį ir savavališkai nukreipti jį į objektyvą. Sukurkite antrinę optinę ašį, lygiagrečią pluoštui, einančiam per optinį centrą. Toje vietoje, kur susikerta židinio plokštuma ir antrinė optinė ašis, bus antras židinys. Lūžęs spindulys nueis į šį tašką po objektyvo. Spindulio sankirtoje su pagrindine optine ašimi gaunamas šviečiančio taško vaizdas (žr. 9 pav.).
Ryžiai. 9. Šviečiančio taško vaizdo grafikas
besiskiriantis objektyvas
Objektas dedamas prieš besiskiriantį objektyvą.
Statybai būtina naudoti dvi sijas. Pirmasis spindulys eina iš viršutinio objekto taško lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai. Prie objektyvo spindulys lūžta taip, kad šio pluošto tęsinys bus sufokusuotas. O antrasis spindulys, einantis per optinį centrą, kerta pirmojo spindulio tęsinį taške A ', – tai bus viršutinio objekto taško vaizdas.
Tokiu pat būdu konstruojamas apatinio objekto taško vaizdas.
Rezultatas – tiesus, sumažintas, virtualus vaizdas (žr. 10 pav.).
Ryžiai. 10. Skirstomojo lęšio grafikas
Perkeliant objektą besiskiriančio objektyvo atžvilgiu, visada gaunamas tiesioginis, sumažintas, virtualus vaizdas.
Lęšių pagalba galite ne tik rinkti ar išsklaidyti šviesos spindulius, bet, kaip žinote, galite gauti ir įvairius objekto vaizdus. Konverguojančio lęšio pagalba bandysime išgauti šviečiančios lemputės ar žvakės vaizdą.
Apsvarstykite vaizdų kūrimo būdus. Taškui sukurti pakanka tik dviejų spindulių. Todėl pasirenkami du tokie spinduliai, kurių eiga žinoma. Tai pluoštas, lygiagretus optinei lęšio ašiai, kuris, eidamas pro objektyvą, susikirs su optine ašimi židinyje. Antrasis spindulys praeina per objektyvo centrą ir nekeičia jo krypties.
Jau žinote, kad abiejose objektyvo pusėse ant jo optinės ašies yra objektyvo F fokusas. Jei tarp objektyvo ir jo židinio pastatysite žvakę, tai toje pačioje objektyvo pusėje, kurioje yra žvakė, pamatyti padidintą žvakės vaizdą, tiesioginį jos vaizdą (157 pav.).
Ryžiai. 157. Tiesioginis žvakės vaizdas
Jei žvakė yra už objektyvo židinio, tada jos vaizdas išnyks, tačiau kitoje objektyvo pusėje, toli nuo jo, atsiras naujas vaizdas. Šis vaizdas bus padidintas ir apverstas žvakės atžvilgiu.
Paimkime atstumą nuo šviesos šaltinio iki objektyvo didesnį nei dvigubas objektyvo židinio nuotolis (158 pav.). Ją žymime raide d, d > 2F. Perkeldami ekraną už objektyvo, galime ant jo gauti realų, sumažintą ir apverstą šviesos šaltinio (objekto) vaizdą. Objektyvo atžvilgiu vaizdas bus tarp židinio ir dvigubo židinio nuotolio, t.y.
F< f < 2F.
Ryžiai. 158. Objektyvo suteikiamas vaizdas, kai atstumas nuo šviesos šaltinio yra didesnis už dvigubą židinį
Tokį vaizdą galima gauti naudojant fotoaparatą.
Jei objektą priartinsite prie objektyvo, tada jo apverstas vaizdas nutols nuo objektyvo, o vaizdo dydis padidės. Kai objektas yra tarp taškų F ir 2F, ty F< d < 2F, его действительное, увеличенное и перевёрнутое изображение будет находиться за двойным фокусным расстоянием линзы (рис. 159)
Ryžiai. 159. Objektyvo pateikiamas vaizdas, kai objektas yra tarp židinio ir dvigubo fokusavimo
Jei objektas yra tarp židinio ir objektyvo, t.y. d< F, то его изображение на экране не получится. Посмотрев на свечу через линзу, мы увидим įsivaizduojamas, tiesioginis ir padidintas vaizdas(160 pav.). Jis yra tarp fokusavimo ir dvigubo fokusavimo, t.y.
F< f < 2F.
Ryžiai. 160. Objektyvo suteikiamas vaizdas, kai objektas yra tarp židinio ir objektyvo
Taigi objekto atvaizdo dydis ir vieta susiliejančiame lęšyje priklauso nuo objekto padėties objektyvo atžvilgiu.
Priklausomai nuo to, kiek objektas yra nuo objektyvo, galite gauti padidintą vaizdą (F< d < 2F), или уменьшенное (d >2F).
Apsvarstykite vaizdų, gautų naudojant skirtingą objektyvą, konstravimą.
Kadangi pro jį praeinantys spinduliai išsiskiria, divergentinis lęšis nesukuria tikrų vaizdų.
161 paveiksle parodyta objekto atvaizdo konstravimas besiskiriančiame objektyve.
Ryžiai. 161. Vaizdo kūrimas besiskiriančiame objektyve
Skirstantis objektyvas suteikia sumažintas, įsivaizduojamas, tiesioginis vaizdas, kuris yra toje pačioje objektyvo pusėje kaip ir objektas. Tai nepriklauso nuo objekto padėties objektyvo atžvilgiu.
Klausimai
- Kokia lęšių savybė leidžia juos plačiai naudoti optiniuose įrenginiuose?
- Kaip pasikeičia vaizdas, kurį sukuria susiliejantis objektyvas?
- Naudodami 159 ir 160 paveikslus papasakokite, kaip buvo sukurtas objekto vaizdas ir kokios yra šio vaizdo savybės. Kur tai yra?
- Naudodami 158 paveikslą, pasakykite mums, kokiomis sąlygomis objektyvas suteikia sumažintą, tikrą objekto vaizdą,
- Kodėl 158 ir 159 paveiksluose esantys objektų vaizdai galioja?
- Pateikite lęšių naudojimo optiniuose prietaisuose pavyzdžių.
- Kodėl įgaubtas objektyvas neatkuria tikro vaizdo?
- Naudodami 161 paveikslą nurodykite, kaip vaizdas sukuriamas besiskiriančiame objektyve. Kaip tai atsitinka?
49 pratimas
Pratimų instrukcijos 49
Išmokti teisingai sukurti objekto atvaizdą, kurį suteikia objektyvas, ir sudėtingesnį optiniai prietaisai, piešinys turi būti atliktas tokia seka:
- Nubrėžkite objektyvą ir nubrėžkite jo optinę ašį.
- Abiejose objektyvo pusėse atkreipkite dėmesį į jo židinio nuotolius ir dvigubus židinio nuotolius (brėžinyje jie turi savavališką ilgį, bet yra vienodi abiejose objektyvo pusėse).
- Pavaizduokite dalyką toje vietoje, kur ji nurodyta užduotyje.
- Nubrėžkite dviejų spindulių, sklindančių iš kraštinio objekto taško, kelią.
- Naudodami pro objektyvą perėjusių spindulių susikirtimo tašką (tikrąjį ar įsivaizduojamą), nubrėžkite objekto vaizdą.
- Padarykite išvadą: koks vaizdas gautas ir kur jis yra.
Pirmas lygis
1. Kas yra objektyvas? Kokios jo savybės?
2. Ką vadiname pagrindine lęšio optine ašimi? Nupieškite jį paveikslėlyje.
3. Koks yra objektyvo židinys? Kiek židinio taškų turi objektyvas? Parodykite juos paveikslėlyje.
4. Nubraižykite išgaubto ir įgaubto lęšio eskizą. Nubrėžkite jų optines ašis, pažymėkite šių lęšių optinius centrus.
5. Kaip išgaubtasis lęšis laužia spindulius? Kodėl tai vadinama kolekcionavimu?
6. Kaip įgaubtas lęšis laužia spindulius? Kodėl tai vadinama sklaida?
1. Sukurkite vaizdą ši tema objektyve. Kas tai per vaizdas?
2. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
3. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
4. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
5. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
6. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
7. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
8. Objektyve sukurkite šio objekto atvaizdą. Kas tai per vaizdas?
9. Paveiksle pavaizduota pagrindinė MM lęšio optinė ašis, objektas AB ir jo vaizdas A 1 B 1 . Grafiškai nustatykite objektyvo optinio centro ir židinių padėtį.
10. Paveiksle pavaizduota pagrindinė MM lęšio optinė ašis, objektas AB ir jo vaizdas A 1 B 1 . Grafiškai nustatykite objektyvo optinio centro ir židinių padėtį.
11. Paveiksle pavaizduota MM objektyvo pagrindinė optinė ašis, objektas AB ir jo vaizdas A 1 B 1. Grafiškai nustatykite lęšio optinio centro ir židinių padėtį.
12. Paveikslėlyje pavaizduota pagrindinė MM lęšio optinė ašis, objektas AB ir jo vaizdas A 1 B 1 . Grafiškai nustatykite objektyvo optinio centro ir židinių padėtį.
13. Konstrukcija nustatykite lęšio židinių padėtį, jei pagrindinė optinė ašis ir savavališko pluošto kelias.
14. Konstrukcija nustatykite lęšio židinių padėtį, jei pagrindinė optinė ašis ir savavališko pluošto kelias.
15. Paveikslėlyje parodyta optinės ašies MM padėtis plonas objektyvas ir spindulių kelias ABC. Pagal konstravimą raskite savavališko spindulio DE kelią.
16. Paveikslėlyje parodyta plono lęšio optinės ašies MM padėtis ir spindulio kelias ABC. Pagal konstravimą raskite savavališko spindulio DE kelią.
1. Konstrukcija nustatykite, kur yra plono lęšio optinis centras ir jo židiniai, jei MM yra pagrindinė lęšio optinė ašis, A - šviesos taškas, A 1 - jo vaizdas. Taip pat nustatykite objektyvo tipą ir vaizdo tipą.
2. Konstrukcija nustatykite, kur yra plono lęšio optinis centras ir jo židiniai, jei MM yra pagrindinė lęšio optinė ašis, A - šviesos taškas, A 1 - jo vaizdas. Taip pat nustatykite objektyvo tipą ir vaizdo tipą.
3. Konstrukcija nustatykite, kur yra plono lęšio optinis centras ir jo židiniai, jei MM yra pagrindinė lęšio optinė ašis, A - šviesos taškas, A 1 - jo vaizdas. Taip pat nustatykite objektyvo tipą ir vaizdo tipą.
4. Konstrukcija nustatykite lęšio židinio padėtį, jei A yra šviesos taškas, A 1 yra jo vaizdas. MM yra pagrindinė objektyvo optinė ašis.
5. Konstrukcija nustatykite lęšio židinio padėtį, jei A yra šviesos taškas, A 1 yra jo vaizdas. MM yra pagrindinė objektyvo optinė ašis.
6. Nežinomos formos lęšio ašyje pateikti taškai A ir A 1. Nustatykite objektyvo tipą (konverguojantis arba besiskiriantis). Nubraižykite objektyvo židinius.
7. Duoti taškai A ir A 1 ant nežinomos formos lęšio ašies. Nustatykite objektyvo tipą (konverguojantis arba besiskiriantis). Nubraižykite objektyvo židinius.
8. Duoti taškai A ir A 1 ant nežinomos formos lęšio ašies. Nustatykite objektyvo tipą (konverguojantis arba besiskiriantis). Nubraižykite objektyvo židinius.
9. Paveikslėlyje parodytas pluošto kelias pagrindinės plono MM lęšio optinės ašies atžvilgiu. Nustatykite objektyvo ir jo židinių padėtį.
10. Paveikslėlyje parodytas pluošto kelias po lūžio konverguojančiame lęšyje. Pagal konstrukciją raskite šio spindulio kelią iki objektyvo.
11. Paveikslėlyje parodytas pluošto kelias po lūžio konverguojančiame lęšyje. Pagal konstrukciją raskite šio spindulio kelią iki objektyvo.
12. Paveikslėlyje parodytas pluošto kelias pagrindinės plono MM lęšio optinės ašies atžvilgiu. Nustatykite objektyvo ir jo židinių padėtį.
13. Konstrukcija raskite šviesos taško padėtį, jei žinoma dviejų spindulių eiga po jų lūžimo lęšyje. Vienas iš šių spindulių jo židinyje susikerta su pagrindine objektyvo optine ašimi.
14. Šviečiantis taškas yra prieš besiskiriantį lęšį. Sukurkite savavališko AK pluošto, patenkančio į besiskiriantį lęšį, kelią. Pateikta lęšio optinio centro O padėtis ir spindulio kelias ABC.
15. Sluoksnis lęšis pagamintas iš dviejų tipų stiklo su skirtingais lūžio rodikliais. Kokį taškinio šviesos šaltinio vaizdą suteiks šis objektyvas? Apsvarstykite, kad ribose tarp sluoksnių šviesa visiškai sugeriama.
16. Paveikslėlyje parodyta dviejų susiliejančių lęšių padėtis ir pagrindiniai jų židiniai. Sukurkite tolesnį spindulio AB kelią.
1. Paveikslėlyje parodyta objekto AB padėtis ir jo vaizdas A 1 B 1. Pagal konstrukciją raskite lęšio padėtį ir jo židinių vietą.
2. Paveiksle pavaizduota objekto AB padėtis ir jo vaizdas A 1 B 1 . Pagal konstrukciją raskite objektyvo padėtį ir jo židinių vietą.
3. Paveiksle pavaizduota objekto AB padėtis ir jo vaizdas A 1 B 1. Pagal konstrukciją raskite objektyvo padėtį ir jo židinių vietą.
4. Sukonstruokite įstrižinės rodyklės AB, einančios per susiliejančio lęšio židinį, vaizdą.
5. Paveikslėlyje parodytas dviejų lęšių išdėstymas. F 1 – pagrindinis susiliejančio lęšio židinys, F 2 – pagrindinis divergentinio lęšio židinys. Sukurkite tolesnį spindulio AB kelią.
6. Paveikslėlyje parodyta dviejų lęšių vieta ir spindulio AB kelias po lūžio lęšiuose. Nubraižykite tolesnę sijos EF eigą.
7. Nustatyti spindulių kelią ir nustatyti objekto AB atvaizdo padėtį optinėje sistemoje, susidedančioje iš susiliejančio lęšio ir plokščiojo veidrodžio.
8. Kur turi būti dviejų lęšių židiniai, kad lygiagretūs spinduliai, eidami pro lęšius, liktų lygiagretūs?
1. a) Kaip pašalinami akių defektai, tokie kaip trumparegystė ir toliaregystė?
Trumparegystė ir toliaregystė koreguojama lęšiais.
Vaizdas tikras, apverstas, padidintas.
2. a) Kokie lęšiai naudojami skirtuose akiniuose trumparegių žmonių? toliaregis?
Trumparegėms akims - lęšiai išsiskiriantys, toliaregių - renkantys.
b) Sukonstruoti objekto AB vaizdą objektyve. Koks tai vaizdas?
3. a) Trijų lęšių optinės galios yra tokios: -0,5; 2; -1,5 dioptrijos. Ar tarp jų yra skirtingų lęšių? kolekcionuoti? Paaiškinkite savo atsakymą.
Sklaida: -0,5 dioptrijos; -1,5 dioptrijos. Surinkimas: 2 dioptrijos
b) Sukurkite objekto atvaizdą objektyve. Koks tai vaizdas?
4. a) Akinių lęšių optinė galia –2 dioptrijos. Ar šie akiniai skirti trumparegėms ar toliaregėms akims?
Trumparegiams
b) Sukonstruoti objekto AB vaizdą objektyve. Koks tai vaizdas?
5. a) Objektyvo židinio nuotolis 40 cm Kokia šio objektyvo optinė galia?
40 cm = 0,4 m. D \u003d 1 / 0,4 \u003d 2,5 dioptrijos.
b) Sukonstruoti objekto AB vaizdą objektyve. Koks tai vaizdas?
6. a) Lęšiai turi šias optinės galios reikšmes: 1,5 dioptrijų ir 3 dioptrijų. Kuris objektyvas turi didesnį židinio nuotolį? Kiek kartų?
Konverguojantis objektyvas yra optinė sistema, kuri yra savotiška išlenkta sfera, kurios kraštų storis yra mažesnis už optinį centrą. Norint teisingai sukonstruoti vaizdą konverguojančiame objektyve, reikia atsižvelgti į keletą svarbių punktų, kurie vaidins pagrindinį vaidmenį tiek konstruojant, tiek kuriant objekto vaizdą. Daugelis šiuolaikinių prietaisų veikia pagal šiuos paprastus principus, naudojant susiliejančio lęšio savybes ir objekto atvaizdo kūrimo geometriją.
Šis žodis atsirado XX amžiuje, kilęs iš lotynų kalbos. Paskirtas stiklas su išgaubtu arba įgaubtu centru. Po trumpo laiko jis buvo pradėtas aktyviai naudoti fizikoje ir gavo savo masinį pasiskirstymą mokslo ir jo pagrindu pagamintų instrumentų pagalba. Konverguojančio lęšio schema Tai dviejų pusrutulių, suplotų kraštuose, sujungtų plokščia puse ir turinčių tą patį centrą, sistema.
Susiliejančio lęšio židinio taškas yra ta vieta, kur susikerta visi praeinantys šviesos spinduliai. Šis punktas yra labai svarbus statant.
Konverguojančio objektyvo židinio nuotolis yra ne kas kita, kaip segmentas nuo priimto objektyvo centro iki židinio.
Atsižvelgiant į tai, kur tiksliai optinėje ašyje bus statomas objektas, galima gauti keletą tipinių variantų. Pirmas dalykas, į kurį reikia atsižvelgti, yra tada, kai objektas yra tiesiogiai sufokusuotas. Tokiu atveju tiesiog nebus įmanoma sukurti vaizdo, nes spinduliai eis lygiagrečiai vienas kitam. Taigi sprendimo rasti neįmanoma. Tai savotiška objekto vaizdo konstravimo anomalija, kurią pateisina geometrija.
Vaizdavimas plonu susiliejančiu lęšiu nėra sunku, jei naudojate tinkamą metodą ir algoritmą, kurio dėka galite gauti bet kurio objekto vaizdą. Objekto atvaizdui sukonstruoti pakanka dviejų pagrindinių taškų, kuriuos naudojant nebus sunku suprojektuoti vaizdą, gautą dėl šviesos lūžio susiliejančiame lęšyje. Statybos metu verta atkreipti dėmesį į pagrindinius dalykus, be kurių neįmanoma padaryti:
- Linija, einanti per lęšio centrą, yra laikoma spinduliu, kuris, eidamas pro objektyvą, labai mažai keičia savo kryptį.
- Linija, nubrėžta lygiagrečiai pagrindinei optinei ašiai, kuri po lūžimo lęšyje praeina susiliejantis objektyvo fokusavimas
Atkreipkite dėmesį, kad informacija apie tai, kaip apskaičiuojama formulė optinis objektyvas galima rasti šiuo adresu: .
Vaizdo konstravimas susiliejančiame fotoobjektyve
Žemiau pateikiamos nuotraukos straipsnio tema „Vaizdo kūrimas susiliejančiame objektyve“. Norėdami atidaryti nuotraukų galeriją, tiesiog spustelėkite paveikslėlio miniatiūrą.