Mga lente: mga uri ng lente (physics). Mga uri ng converging, optical, divergent lens
at 1. Batas ng geometric optics. Ang kanilang pagbibigay-katwiran mula sa punto ng view ng Huygens theory.
Ang optika ay ang agham ng kalikasan ng liwanag at mga phenomena na may kaugnayan sa pagpapalaganap at pakikipag-ugnayan ng liwanag. Ang optika ay unang binuo noong kalagitnaan ng ika-17 siglo nina Newton at Huygens. Binubalangkas nila ang mga batas ng geometric na optika: 1). Ang batas ng rectilinear propagation ng liwanag - ang ilaw ay nagpapalaganap sa anyo ng mga sinag, ang patunay nito ay ang pagbuo ng isang matalim na anino sa screen kung mayroong isang opaque na hadlang sa landas ng mga sinag ng liwanag. Ang ebidensya ay ang pagbuo ng penumbra.
2) ang batas ng pagsasarili ng mga light beam - kung ang liwanag ay umiikot mula sa dalawang independyente
at 
ang mga mapagkukunan ay nagsalubong, hindi sila nakakagambala sa isa't isa.
3). Ang batas ng pagmuni-muni ng liwanag - kung ang maliwanag na pagkilos ng bagay ay bumaba sa interface sa pagitan ng dalawang media, maaari itong makaranas ng pagmuni-muni, repraksyon. Sa kasong ito, ang insidente, na sinasalamin, na-refracte at normal na mga sinag ay nasa parehong eroplano. Ang anggulo ng saklaw ay katumbas ng anggulo ng pagmuni-muni.
4). Ang sine ng anggulo ng saklaw ay tumutukoy sa sine ng anggulo ng pagmuni-muni sumangguni 
pati na rin ang mga index ng refractive ratio ng dalawang media. 
Prinsipyo ng Huygens: kung ang ilaw ay isang alon, kung gayon ang isang harap ng alon ay kumakalat mula sa pinagmumulan ng liwanag, at ang bawat punto ng harap ng alon sa isang naibigay na sandali ay pinagmumulan ng mga pangalawang alon, ang sobre ng mga pangalawang alon ay kumakatawan sa isang bagong alon. harap.
Ipinaliwanag ni Newton ang unang batas mula sa cox
Impulse wounds ng 2nd circuit ng dynamics, at
Hindi ito maipaliwanag ni Huygens. t
2nd law: Huygens: dalawang uncoordinated waves ay hindi nakakagambala sa isa't isa
Newton: hindi maaaring: ang banggaan ng mga particle ay isang kaguluhan.
3rd law: Newton: ipinaliwanag kung paano at ang batas ng konserbasyon ng momentum
4
ika s-n.
af ay ang harap ng basag na alon.
Noong ika-19 na siglo, lumitaw ang isang bilang ng mga gawa: Fresnel, Jung, na nangangatuwiran na ang liwanag ay isang alon. Sa kalagitnaan ng ika-19 na siglo, nilikha ang teorya ng electromagnetic field ni Maxwell, ayon sa teorya na ang mga alon na ito ay nakahalang at liwanag lamang. nararanasan ng mga alon ang phenomenon ng polariseysyon.
kabuuang panloob na pagmuni-muni.
2. Mga lente. Derivation ng lens formula. Konstruksyon ng mga imahe sa isang lens. mga lente
Ang lens ay karaniwang isang salamin na katawan na nakatali sa magkabilang panig ng mga spherical na ibabaw; sa isang partikular na kaso, ang isa sa mga ibabaw ng lens ay maaaring isang eroplano, na maaaring ituring bilang isang spherical na ibabaw ng isang walang katapusang malaking radius. Ang mga lente ay maaaring gawin hindi lamang mula sa salamin, kundi pati na rin mula sa anumang transparent na sangkap (kuwarts, rock salt, atbp.). Ang mga ibabaw ng lens ay maaari ding maging mas kumplikadong hugis, tulad ng cylindrical, parabolic.
Point O ay ang optical center ng lens.
Tungkol sa 1 Mga 2 kapal ng lens.
Ang C 1 at C 2 ay ang mga sentro ng spherical surface na naglilimita sa lens.
Anumang tuwid na linya na dumadaan sa optical center ay tinatawag na optical axis ng lens. Ang mga axes na dumadaan sa mga sentro ng parehong repraktibo na ibabaw ng lens ay tinatawag. pangunahing optical axis. Ang natitira ay mga palakol sa gilid.
Derivation ng lens formula
;
;
;
;
EG=KA+AO+OB+BL;KA=h 2 /S 1 ; BL=h2/S2;
EG \u003d h 2 / r 1 + h 2 / r 2 + h 2 / S 1 + h 2 / S 2 \u003d U 1 / U 2; U 1 =c/n 1 ; U 2 \u003d c / n 2
(h 2 / r 1 + h 2 / r 2) \u003d 1 / S 1 + 1 / r 1 + 1 / S 2 + 1 / r 2 \u003d n 2 / n 1 (1 / r 1 + 1 / r 2);
1/S 1 +1/S 2 =(n 2 /n 1 -1)(1/r 1 +1/r 2);
1/d+1/f=1/F=(n 2 /n 1 -1)(1/r 1 +1/r 2);
r 1 ,r 2 >0 - matambok
r1,r2<0 – malukong
d=x1+F; f \u003d x 2 + F; x 1 x 2 \u003d F 2;
Pagbuo ng mga larawan sa isang lens
3. Panghihimasok ng liwanag. Amplitude sa interference. Pagkalkula ng pattern ng interference sa eksperimento ni Young.
Banayad na interference- ito ang kababalaghan ng superposisyon ng mga alon mula sa dalawa o higit pang magkakaugnay na mapagkukunan, bilang isang resulta kung saan ang enerhiya ng mga alon na ito ay muling ipinamamahagi sa kalawakan. Sa rehiyon ng magkakapatong na alon, ang mga oscillations ay pinatong sa isa't isa, ang mga alon ay idinagdag, bilang isang resulta kung saan ang mga oscillations ay mas malakas sa ilang mga lugar, at mas mahina sa iba. Sa bawat punto ng daluyan, ang resultang oscillation ay ang kabuuan ng lahat ng oscillations na umabot sa puntong ito. Ang nagreresultang oscillation sa bawat punto ng medium ay may time-constant amplitude, na depende sa distansya ng point ng medium mula sa mga pinagmumulan ng oscillation. Ang ganitong uri ng pagbubuod ng mga vibrations ay tinatawag panghihimasok mula sa magkakaugnay na pinagmumulan.
Kumuha ng point source S kung saan dumadami ang isang spherical wave. Ang isang hadlang na may dalawang pinholes s1 at s2, na matatagpuan sa simetriko na may paggalang sa pinagmulan S, ay inilalagay sa landas ng alon. Ang mga butas s1 at s2 ay nag-o-oscillate na may parehong amplitude at sa parehong mga yugto, dahil kanilang distansya mula sa
ang source S ay pareho. Dalawang spherical waves ang magpapalaganap sa kanan ng barrier, at sa bawat punto ng medium ay magkakaroon ng oscillation bilang resulta ng pagdaragdag ng dalawang wave na ito. Isaalang-alang natin ang resulta ng pagdaragdag sa ilang punto A, na kung saan ay nakahiwalay sa mga pinagmumulan ng s1 at s2, ayon sa pagkakabanggit, sa layo na r1 at r2.
ang pagkakaroon ng parehong mga yugto ay maaaring kinakatawan bilang:
Pagkatapos ay ang mga oscillations na umabot sa punto A, ayon sa pagkakabanggit, mula sa mga mapagkukunan s1 at s2: 
, saan 
- dalas ng oscillation. Ang pagkakaiba sa bahagi ng mga termino ng oscillation sa punto A ay magiging 
. Ang amplitude ng resultang oscillation ay depende sa phase difference: kung ang phase difference = 0 o isang multiple ng 2 
( ray path difference = 0 o isang integer na bilang ng mga wavelength), pagkatapos ay ang amplitude ay may pinakamataas na halaga: A = A1 + A2. Kung phase difference = kakaibang numero 
(ray path difference = isang kakaibang bilang ng mga kalahating alon), kung gayon ang amplitude ay may pinakamababang halaga na katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga termino ng amplitudes.
Scheme para sa pagpapatupad ng light interference ayon sa Pamamaraan ni Young. Ang pinagmumulan ng ilaw ay isang maliwanag na maliwanag na makitid na hiwa S sa screen A1. Ang liwanag mula dito ay bumagsak sa pangalawang opaque na screen na A2, kung saan mayroong dalawang magkaparehong makitid na slits na S1 at S 2 na kahanay sa S. Sa puwang sa likod ng screen A2, 2 system ang nagpapalaganap
"Pang-edukasyon: upang bumuo ng mga konsepto tungkol sa mga lente, mga uri ng mga lente at ang kanilang mga pangunahing katangian; upang bumuo ng mga praktikal na kasanayan upang ilapat ang kaalaman tungkol sa mga katangian ng mga lente upang makahanap ng mga imahe gamit ang isang graphical na pamamaraan. paunlarin ang pagsasalita ng mga mag-aaral sa pamamagitan ng pag-oorganisa ng komunikasyong diyalogo sa silid-aralan; isama ang mga bata sa paglutas ng mga sitwasyon ng problemang pang-edukasyon para sa pagpapaunlad ng kanilang lohikal na pag-iisip; upang mapanatili ang atensyon ng mga mag-aaral sa pamamagitan ng pagbabago sa mga aktibidad na pang-edukasyon.Edukasyon: upang linangin ang interes sa pag-iisip, interes sa paksa. Mga Layunin ng Aralin
Ang lens ay isang transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang curvilinear (madalas na spherical) o hubog at patag na ibabaw. Ang lens ay isang transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang curvilinear (madalas na spherical) o hubog at patag na ibabaw. Lens Ang unang pagbanggit ng mga lente ay matatagpuan sa sinaunang dulang Greek na "Clouds" (424 BC) ni Aristophanes, kung saan ang apoy ay ginawa sa tulong ng matambok na salamin at sikat ng araw. Lens (German Linse, mula sa lat..lens - lentil) - isang disk ng transparent homogenous na materyal, limitado ng dalawang makintab na ibabaw - spherical o spherical at flat .. Lens
Ang mata ay ang organ ng pangitain Ang isang tao ay hindi nakikita ng kanyang mga mata, ngunit sa pamamagitan ng kanyang mga mata, mula sa kung saan ang impormasyon ay ipinadala sa pamamagitan ng optic nerve sa ilang mga lugar ng utak, kung saan ang larawan ng labas ng mundo na nakikita natin ay nabuo. Ang lahat ng mga organ na ito ay bumubuo sa aming visual analyzer, o visual system.
Kung ang isang sinag ng mga sinag na kahanay sa pangunahing optical axis ay bumagsak sa isang converging lens, pagkatapos pagkatapos ng repraksyon sa lens sila ay nakolekta sa isang punto F, na tinatawag na pangunahing pokus ng lens. Sa focus ng isang diverging lens, ang mga pagpapatuloy ng mga ray ay nagsalubong, na kahanay sa pangunahing optical axis nito bago ang repraksyon. Ang focus ng isang diverging lens ay haka-haka. Mayroong dalawang pangunahing pokus; sila ay matatagpuan sa pangunahing optical axis sa parehong distansya mula sa optical center ng lens sa magkabilang panig nito. Lens focus lens focus (F) optical center ng lens main optical axis ng lens
Ang laki at lokasyon ng imahe ng isang bagay sa isang converging lens ay nakasalalay sa posisyon ng bagay na may kaugnayan sa lens. Depende sa kung gaano kalayo ang bagay mula sa lens, maaaring makakuha ng isang pinalaki na imahe (F 2F). o binawasan (d > 2F). Konklusyon 2F). o binawasan (d > 2F). Konklusyon"> 
0 para sa mga converging lens. D 0 para sa mga converging lens. D24 Ang optical power ng lens diopter D > 0 para sa converging lens. D 0 para sa mga converging lens. D 0 para sa mga converging lens. D 0 para sa mga converging lens. D 0 para sa mga converging lens. D title="(!LANG: Lens power diopter D > 0 para sa converging lenses. D
Kalinisan sa Paningin 1. Basahin lamang sa magandang liwanag. 2. Sa liwanag ng araw, ang desktop ay dapat ilagay upang ang window ay nasa kaliwa. 3. Sa ilalim ng artipisyal na pag-iilaw, ang table lamp ay dapat nasa kaliwa at dapat na sakop ng lampshade. 4. Huwag masyadong manood ng TV. 5. Pagkatapos ng bawat minuto ng pagtatrabaho sa computer, kailangan ng isang pause.
Pananaw at Wastong Nutrisyon Ang malaking kahalagahan para sa magandang pangitain ay wastong nutrisyon, na kinabibilangan ng sapat na dami ng bitamina, lalo na ang D at A. Ang bitamina D ay matatagpuan sa mga pagkain tulad ng karne ng baka at atay ng baboy, herring, pula ng itlog, mantikilya. Ang bitamina A ay pinakamayaman sa bakalaw, karne ng baka at atay ng baboy, pula ng itlog, cream, mantikilya. Carotene - isang sangkap kung saan ang katawan ng tao ay synthesize ang bitamina A - ay matatagpuan sa maraming dami sa mga karot, matamis na paminta, sea buckthorn, rose hips, berdeng sibuyas, perehil, kastanyo, mga aprikot, spinach, lettuce.
1. Bakit hindi mo madidilig ang mga bulaklak sa hardin sa isang maaraw na araw ng tag-araw? 2. Sa pamamagitan ng pagdikit ng dalawang matambok na baso mula sa isang relo, makakakuha ka ng mahangin na matambok na lens. Kung ang naturang lens ay inilagay sa tubig, ito ba ay isang converging lens? 3. Paghambingin ang dalawang guhit. Anong karaniwan? Ano ang pagkakaiba? Mag-isip at sumagot
Gamit ang isang lens, ang isang baligtad na imahe ng apoy ng kandila ay nakuha sa screen. Paano magbabago ang laki ng imahe kung ang bahagi ng lens ay natatakpan ng isang sheet ng papel? 1. Mawawala ang bahagi ng larawan. 2. Hindi magbabago ang mga sukat ng larawan. 3. Tataas ang laki. 4. Ang mga sukat ay bababa. Tanong 2
Paglalapat ng mga lente Aplikasyon ng mga lente Ang mga lente ay isang unibersal na optical element ng karamihan sa mga optical system. Ang mga lente ay isang unibersal na optical element ng karamihan sa mga optical system. Ang mga biconvex lens ay ginagamit sa karamihan ng mga optical device, ang lens ng mata ay ang parehong lens. Ang mga lente ng meniscus ay malawakang ginagamit sa mga baso at contact lens. Ang mga biconvex lens ay ginagamit sa karamihan ng mga optical device, ang lens ng mata ay ang parehong lens. Ang mga lente ng meniscus ay malawakang ginagamit sa mga baso at contact lens. Sa isang converging beam sa likod ng converging lens, ang liwanag na enerhiya ay puro sa focus ng lens. Ang pagsunog gamit ang magnifying glass ay batay sa prinsipyong ito.
Pagninilay (markahan ang iyong sagot sa talahanayan) Mga Paghuhukom Oo Hindi Hindi Alam Sa aralin I: 1) maraming bagong natutunan; 2) nagpakita ng kanyang kaalaman; 3) nakipag-usap nang may interes sa guro at mga kaklase. Sa aralin, nadama ko: 1) malaya; 2) napipilitan; 3) maginhawa. Sa aralin nagustuhan ko: 1) kolektibong solusyon ng mga gawain at tanong na nagbibigay-malay; 2) kakayahang makita; 3) iba pa (tukuyin).
Salamat sa iyong pansin, salamat sa aralin! Takdang-Aralin § (Gendenstein L.E.. Physics. Grade 8. - M .: Mnemosyne, 2009). (Gendenstein L.E.. Physics. Grade 8. - M .: Mnemozina, 2009).
Ang mga lente, bilang panuntunan, ay may spherical o malapit-spherical na ibabaw. Maaari silang maging malukong, matambok o patag (ang radius ay infinity). Mayroon silang dalawang ibabaw kung saan dumadaan ang liwanag. Maaari silang pagsamahin sa iba't ibang paraan, na bumubuo ng iba't ibang uri ng mga lente (ibinigay ang larawan sa ibang pagkakataon sa artikulo):
- Kung ang parehong mga ibabaw ay matambok (kurba palabas), ang gitna ay mas makapal kaysa sa mga gilid.
- Ang isang lens na may matambok at malukong sphere ay tinatawag na meniscus.
- Ang isang lens na may isang patag na ibabaw ay tinatawag na plano-concave o plano-convex, depende sa likas na katangian ng kabilang globo.
Paano matukoy ang uri ng lens? Pag-isipan natin ito nang mas detalyado.
Converging lens: mga uri ng lens
Anuman ang kumbinasyon ng mga ibabaw, kung ang kanilang kapal sa gitnang bahagi ay mas malaki kaysa sa mga gilid, sila ay tinatawag na pagkolekta. Mayroon silang positibong focal length. Mayroong mga sumusunod na uri ng converging lens:
- patag na matambok,
- biconvex,
- malukong-matambok (meniscus).
Tinatawag din silang "positibo".
Divergent lens: mga uri ng lens
Kung ang kanilang kapal sa gitna ay mas payat kaysa sa mga gilid, kung gayon sila ay tinatawag na scattering. Mayroon silang negatibong focal length. Mayroong dalawang uri ng diverging lens:
- patag na malukong,
- biconcave,
- convex-concave (meniscus).
Tinatawag din silang "negatibo".
Pangunahing konsepto
Ang mga sinag mula sa isang point source ay nag-iiba mula sa isang punto. Tinatawag silang bundle. Kapag ang isang sinag ay pumasok sa isang lens, ang bawat sinag ay na-refracted, na nagbabago ng direksyon nito. Para sa kadahilanang ito, ang sinag ay maaaring lumabas sa lens nang higit pa o hindi gaanong magkakaiba.
Ang ilang mga uri ng optical lens ay nagbabago ng direksyon ng mga sinag upang sila ay magtagpo sa isang punto. Kung ang pinagmumulan ng liwanag ay matatagpuan kahit man lang sa focal length, kung gayon ang sinag ay nagtatagpo sa isang punto na hindi bababa sa parehong distansya.
Totoo at haka-haka na mga imahe
Ang isang puntong pinagmumulan ng liwanag ay tinatawag na isang tunay na bagay, at ang punto ng tagpo ng sinag ng mga sinag na umuusbong mula sa lens ay ang tunay na imahe nito.
Malaki ang kahalagahan ng isang hanay ng mga point source na ipinamahagi sa isang pangkalahatang patag na ibabaw. Ang isang halimbawa ay isang pattern sa frosted glass backlit. Ang isa pang halimbawa ay ang isang filmstrip na naiilawan mula sa likod upang ang liwanag mula dito ay dumaan sa isang lens na nagpapalaki sa imahe ng maraming beses sa isang flat screen.
Sa mga kasong ito, ang isa ay nagsasalita ng isang eroplano. Ang mga punto sa image plane ay tumutugma sa 1:1 sa mga punto sa object plane. Ang parehong naaangkop sa mga geometric na figure, kahit na ang resultang larawan ay maaaring baligtad na may paggalang sa bagay o kaliwa pakanan.
Ang convergence ng ray sa isang punto ay lumilikha ng isang tunay na imahe, at ang divergence ay lumilikha ng isang haka-haka. Kapag ito ay malinaw na nakabalangkas sa screen, ito ay wasto. Kung ang imahe ay mapapansin lamang sa pamamagitan ng pagtingin sa lens patungo sa pinagmumulan ng liwanag, kung gayon ito ay tinatawag na haka-haka. Ang repleksyon sa salamin ay haka-haka. Ang larawan na makikita sa pamamagitan ng teleskopyo - masyadong. Ngunit ang pag-project ng lens ng camera sa pelikula ay gumagawa ng isang tunay na imahe.
Focal length
Ang pokus ng isang lens ay matatagpuan sa pamamagitan ng pagpasa ng isang sinag ng parallel ray sa pamamagitan nito. Ang punto kung saan sila nagtatagpo ay ang pokus nito F. Ang distansya mula sa focal point hanggang sa lens ay tinatawag na focal length nito f. Ang mga parallel ray ay maaari ding maipasa mula sa kabilang panig at sa gayon ang F ay matatagpuan mula sa magkabilang panig. Ang bawat lens ay may dalawang f at dalawang f. Kung ito ay medyo manipis kumpara sa mga focal length nito, kung gayon ang huli ay humigit-kumulang pantay.
Divergence at Convergence
Ang mga converging lens ay nailalarawan sa pamamagitan ng positibong focal length. Ang mga uri ng mga lente ng ganitong uri (plano-convex, biconvex, meniscus) ay nagpapababa ng mga sinag na lumalabas sa kanila, higit pa kaysa sa nabawasan noon. Ang mga converging lens ay maaaring bumuo ng parehong tunay at virtual na mga imahe. Ang una ay nabuo lamang kung ang distansya mula sa lens hanggang sa bagay ay lumampas sa focal length.
Ang mga diverging lens ay nailalarawan sa pamamagitan ng negatibong focal length. Ang mga uri ng mga lente ng ganitong uri (plano-concave, biconcave, meniscus) ay kumakalat ng mga sinag nang higit pa kaysa sa diborsiyado bago tumama sa ibabaw nito. Ang mga divergent na lens ay lumikha ng isang virtual na imahe. At kapag ang convergence ng mga sinag ng insidente ay makabuluhan (nagtatagpo sila sa isang lugar sa pagitan ng lens at ang focal point sa kabaligtaran), ang nabuo na mga sinag ay maaari pa ring magtagpo, na bumubuo ng isang tunay na imahe.
Mahahalagang Pagkakaiba
Kailangang mag-ingat upang makilala ang convergence o divergence ng mga beam mula sa convergence o divergence ng lens. Maaaring hindi magkatugma ang mga uri ng lens at beam ng liwanag. Ang mga sinag na nauugnay sa isang bagay o punto ng imahe ay sinasabing divergent kung sila ay "nagkakalat", at nagtatagpo kung sila ay "nagsasama-sama". Sa anumang coaxial optical system, ang optical axis ay ang landas ng mga sinag. Ang sinag ay dumadaan sa axis na ito nang walang pagbabago sa direksyon dahil sa repraksyon. Ito ay, sa katunayan, isang magandang kahulugan ng optical axis.
Ang isang sinag na lumalayo sa optical axis na may distansya ay tinatawag na divergent. At ang lumalapit dito ay tinatawag na convergent. Ang mga sinag na kahanay sa optical axis ay may zero convergence o divergence. Kaya, kapag pinag-uusapan ang convergence o divergence ng isang beam, ito ay nakakaugnay sa optical axis.
Ang ilang mga uri ay tulad na ang sinag ay lumilihis sa isang mas malaking lawak patungo sa optical axis ay nagtatagpo. Sa kanila, mas lumalapit ang nagtatagpo na mga sinag, at ang mga diverging ay lumalayo nang mas kaunti. Nagagawa pa nga nila, kung sapat na ang kanilang lakas para dito, na gawing parallel o maging convergent ang beam. Katulad nito, ang isang diverging lens ay maaaring kumalat sa diverging rays kahit na higit pa, at gawin ang mga converging na parallel o divergent.
magnifying glass
Ang lens na may dalawang matambok na ibabaw ay mas makapal sa gitna kaysa sa mga gilid at maaaring gamitin bilang isang simpleng magnifying glass o loupe. Kasabay nito, tinitingnan ito ng tagamasid sa isang virtual, pinalaki na imahe. Ang lens ng camera, gayunpaman, ay bumubuo sa pelikula o sensor na tunay, kadalasang nababawasan ang laki kumpara sa bagay.
Salamin
Ang kakayahan ng isang lens na baguhin ang convergence ng liwanag ay tinatawag na kapangyarihan nito. Ito ay ipinahayag sa diopters D = 1 / f, kung saan ang f ay ang focal length sa metro.
Ang isang lens na may kapangyarihan na 5 diopters ay may f \u003d 20 cm. Ito ang mga diopter na ipinapahiwatig ng oculist kapag nagsusulat ng isang reseta para sa baso. Sabihin nating nagtala siya ng 5.2 diopters. Ang workshop ay kukuha ng tapos na 5 diopter na blangko na nakuha sa pabrika at buhangin ng kaunti ang isang ibabaw upang magdagdag ng 0.2 diopter. Ang prinsipyo ay para sa mga manipis na lente kung saan ang dalawang sphere ay matatagpuan malapit sa isa't isa, ang panuntunan ay sinusunod ayon sa kung saan ang kanilang kabuuang kapangyarihan ay katumbas ng kabuuan ng mga diopters ng bawat isa: D = D 1 + D 2 .
Trumpeta ni Galileo
Noong panahon ni Galileo (unang bahagi ng ika-17 siglo), malawak na magagamit ang mga baso sa Europa. Karaniwang ginawa ang mga ito sa Holland at ipinamamahagi ng mga nagtitinda sa kalye. Nabalitaan ni Galileo na may isang tao sa Netherlands na naglagay ng dalawang uri ng lente sa isang tubo upang gawing mas malaki ang malalayong bagay. Gumamit siya ng mahabang focus converging lens sa isang dulo ng tube, at isang maikling focus diverging eyepiece sa kabilang dulo. Kung ang focal length ng lens ay katumbas ng f o at ang eyepiece f e , kung gayon ang distansya sa pagitan ng mga ito ay dapat na f o -f e , at ang kapangyarihan (angular magnification) f o /f e . Ang ganitong pamamaraan ay tinatawag na Galilean pipe.
Ang teleskopyo ay may magnification na 5 o 6 na beses, maihahambing sa modernong mga binocular na hawak ng kamay. Sapat na iyon para sa maraming kamangha-manghang lunar crater, apat na buwan ng Jupiter, mga yugto ng Venus, mga kumpol ng nebula at bituin, at mga malabong bituin sa Milky Way.
Teleskopyo ng Kepler
Narinig ni Kepler ang tungkol sa lahat ng ito (siya at si Galileo ay nakipag-ugnayan) at nagtayo ng isa pang uri ng teleskopyo na may dalawang converging lens. Ang may pinakamahabang focal length ay ang lens, at ang may pinakamaikling isa ay ang eyepiece. Ang distansya sa pagitan nila ay f o + f e , at ang angular na pagtaas ay f o /f e . Ang Keplerian (o astronomical) telescope na ito ay lumilikha ng isang baligtad na imahe, ngunit para sa mga bituin o buwan ay hindi ito mahalaga. Ang iskema na ito ay nagbigay ng higit na pare-parehong pag-iilaw ng larangan ng pagtingin kaysa sa teleskopyo ni Galileo, at mas maginhawang gamitin, dahil pinapayagan nito ang mga mata na manatili sa isang nakapirming posisyon at makita ang buong larangan ng view mula sa gilid hanggang sa gilid. Ang aparato ay naging posible upang makamit ang isang mas mataas na pagpapalaki kaysa sa tubo ng Galilea, nang walang malubhang pagkasira sa kalidad.
Ang parehong mga teleskopyo ay dumaranas ng spherical aberration, na nagiging sanhi ng pagkawala ng focus ng mga larawan, at chromatic aberration, na lumilikha ng halos kulay. Naniniwala si Kepler (at Newton) na ang mga depektong ito ay hindi malalampasan. Hindi nila inakala na posible ang mga achromatic species na malalaman lamang sa ika-19 na siglo.
salamin teleskopyo
Iminungkahi ni Gregory na ang mga salamin ay maaaring gamitin bilang mga lente para sa mga teleskopyo, dahil ang mga ito ay walang kulay na fringing. Kinuha ni Newton ang ideyang ito at nilikha ang Newtonian na hugis ng isang teleskopyo mula sa isang malukong silver-plated na salamin at isang positibong eyepiece. Ibinigay niya ang ispesimen sa Royal Society, kung saan nananatili ito hanggang ngayon.
Ang isang solong lens telescope ay maaaring mag-project ng isang imahe sa isang screen o photographic film. Ang wastong pag-magnify ay nangangailangan ng isang positibong lens na may mahabang focal length, sabihin nating 0.5m, 1m o maraming metro. Ang kaayusan na ito ay kadalasang ginagamit sa astronomical photography. Para sa mga taong hindi pamilyar sa optika, maaaring mukhang kabalintunaan na ang mas mahinang telephoto lens ay nagbibigay ng mas malaking pagpapalaki.
Mga globo
Iminungkahi na ang mga sinaunang kultura ay maaaring may mga teleskopyo dahil gumawa sila ng maliliit na kuwintas na salamin. Ang problema ay hindi alam kung para saan ang mga ito ginamit, at tiyak na hindi sila maaaring maging batayan ng isang mahusay na teleskopyo. Maaaring gamitin ang mga bola upang palakihin ang maliliit na bagay, ngunit ang kalidad ay halos hindi kasiya-siya.
Ang focal length ng isang perpektong glass sphere ay napakaikli at bumubuo ng isang tunay na imahe na napakalapit sa globo. Bilang karagdagan, ang mga aberasyon (geometric distortion) ay makabuluhan. Ang problema ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng dalawang ibabaw.
Gayunpaman, kung gagawa ka ng malalim na equatorial groove upang harangan ang mga sinag na nagdudulot ng mga depekto sa imahe, napupunta ito mula sa isang napakapangkaraniwan na magnifier hanggang sa isang mahusay. Ang solusyon na ito ay iniuugnay kay Coddington, at ang isang pampalaki na ipinangalan sa kanya ay mabibili ngayon bilang maliliit na hand-held magnifier para sa pagsusuri ng napakaliit na bagay. Ngunit walang katibayan na ito ay ginawa bago ang ika-19 na siglo.
Mga Seksyon: Physics
Layunin ng aralin:
- Magbigay ng isang proseso para sa mastering ang mga pangunahing konsepto ng paksang "lens" at ang prinsipyo ng pagbuo ng mga imahe na ibinigay ng lens
- Isulong ang pagbuo ng cognitive interest ng mga mag-aaral sa paksa
- Upang itaguyod ang edukasyon ng katumpakan sa panahon ng pagpapatupad ng mga guhit
Kagamitan:
- mga palaisipan
- Converging at diverging lens
- Mga screen
- Mga kandila
- Crossword
Anong aral ang narating natin? (rebus 1) pisika
Ngayon ay pag-aaralan natin ang isang bagong sangay ng pisika - optika. Nakilala mo ang seksyong ito noong ika-8 baitang at malamang na naaalala mo ang ilang aspeto ng paksang "Light Phenomena". Sa partikular, tandaan natin ang mga larawang ibinigay ng mga salamin. Ngunit una:
- Anong mga uri ng larawan ang alam mo? (haka-haka at totoo).
- Anong imahe ang ibinibigay ng salamin? (haka-haka, direkta)
- Gaano kalayo ito mula sa salamin? (kapareho ng item)
- Ang mga salamin ba ay laging nagsasabi sa atin ng katotohanan? (mensahe "Once again vice versa")
- Posible bang makita ang iyong sarili sa salamin bilang ikaw, kahit na ito ay kabaligtaran? (mensahe "Nanunukso na Salamin")
Ngayon ay ipagpapatuloy namin ang aming panayam at pag-uusapan ang tungkol sa isa pang paksa ng optika. Hulaan. (rebus 2) lente
Lens- isang transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang spherical surface.
manipis na lente– maliit ang kapal nito kumpara sa surface curvature radii.
Ang mga pangunahing elemento ng lens:
Kilalanin sa pamamagitan ng pagpindot sa isang converging lens mula sa isang divergent. Ang mga lente ay nasa iyong mesa.
Paano bumuo ng isang imahe sa isang converging at diverging lens?
1. Paksa sa likod ng double focus.
2. Paksa sa dobleng pokus
3. Paksa sa pagitan ng focus at double focus
4. Nakatuon ang paksa
5. Paksa sa pagitan ng focus at lens
6. Diverging lens
Formula ng manipis na lens =+
Gaano katagal natutong gumamit ng lens ang mga tao? (mensahe "Sa mundo ng hindi nakikita")
At ngayon ay susubukan naming makakuha ng isang imahe ng isang window (kandila) gamit ang mga lente na mayroon ka sa iyong mesa. (Mga karanasan)
Bakit kailangan natin ng mga lente (para sa salamin, paggamot ng mahinang paningin sa malayo, hyperopia) - ito ang iyong unang takdang-aralin - upang maghanda ng mensahe tungkol sa pagwawasto ng myopia at farsightedness gamit ang salamin.
Kaya, anong kababalaghan ang ginamit natin sa pagtuturo ng aralin ngayon (rebus 3) pagmamasid.
At ngayon ay susuriin natin kung paano mo natutunan ang paksa ng aralin ngayon. Upang gawin ito, lutasin ang isang crossword puzzle.
Takdang aralin:
- mga palaisipan,
- Mga krosword,
- mga ulat ng malapitan at malayong paningin,
- materyal sa panayam
panunukso sa mga salamin
Sa ngayon, pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga tapat na salamin. Ipinakita nila sa mundo kung ano ito. Well, maliban doon ay lumiko pakanan pakaliwa. Pero may nanunukso na salamin, baluktot na salamin. Sa maraming mga parke ng kultura at libangan mayroong isang atraksyon - "kuwarto - pagtawa". Doon, makikita ng lahat ang kanyang sarili alinman sa maikli at bilog, tulad ng isang ulo ng repolyo, o mahaba at payat, tulad ng isang karot, o mukhang isang usbong na sibuyas: halos walang mga binti at may namamaga na tiyan, kung saan, tulad ng isang palaso, isang ang makitid na dibdib ay umaabot paitaas at isang pangit na pahabang ulo sa manipis na leeg.
Ang mga lalaki ay namamatay sa pagtawa, at ang mga matatanda, na sinusubukang panatilihin ang kanilang kaseryosohan, iling lamang ang kanilang mga ulo. At mula sa pagmumuni-muni ng kanilang mga ulo sa panunukso na mga salamin sila ay kumiwal sa pinakanakakatuwa na paraan.
Ang silid ng pagtawa ay wala sa lahat ng dako, ngunit ang mga panunukso na salamin ay nakapaligid sa atin sa buhay. Dapat ay hinangaan mo ang iyong repleksyon sa isang glass ball mula sa Christmas tree nang higit sa isang beses. O sa isang nickel-plated metal teapot, coffee pot, samovar. Ang lahat ng mga imahe ay napaka nakakatawa pangit. Ito ay dahil ang "salamin" ay matambok. Ang mga convex na salamin ay nakakabit din sa manibela ng isang bisikleta, motorsiklo, at sa tabi ng taxi ng driver ng isang bus. Nagbibigay sila ng halos hindi nababago, ngunit medyo nabawasan ang imahe ng kalsada sa likod, at sa mga bus din ang likod na pinto. Ang mga tuwid na salamin ay hindi angkop dito: napakaliit ng makikita mo sa mga ito. Ang isang matambok na salamin, kahit na isang maliit, ay naglalaman ng isang malaking larawan.
Minsan may mga malukong salamin. Ginagamit ang mga ito para sa pag-ahit. Kung lalapit ka sa gayong salamin, makikita mo ang iyong mukha na lubhang pinalaki. Gumagamit din ang spotlight ng malukong salamin. Ito ang kumukolekta ng mga sinag mula sa lampara sa isang parallel beam.
Sa mundong hindi alam
Mga apat na raang taon na ang nakalilipas, natutunan ng mga bihasang manggagawa sa Italya at Holland kung paano gumawa ng baso. Kasunod ng mga baso, ang mga magnifier ay naimbento para sa pagsusuri ng maliliit na bagay. Ito ay lubhang kawili-wili at mapang-akit: upang biglang makita sa lahat ng mga detalye ang ilang butil ng dawa o isang fly leg!
Sa ating edad, ang mga radio amateur ay gumagawa ng mga kagamitan na nagpapahintulot sa kanila na makatanggap ng higit pa at higit pang mga remote na istasyon. At tatlong daang taon na ang nakalilipas, ang mga optiko ay gumon sa paggiling ng mas malakas na mga lente, na nagpapahintulot sa kanila na tumagos pa sa mundo ng hindi nakikita.
Ang isa sa mga amateur na ito ay ang Dutchman na si Anthony Van Leeuwenhoek. Ang mga lente ng pinakamahusay na mga master sa oras na iyon ay pinalaki lamang ng 30-40 beses. At ang mga lente ni Leeuwenhoek ay nagbigay ng tumpak, malinaw na imahe, na pinalaki ng 300 beses!
Para bang isang buong mundo ng mga himala ang bumukas sa harap ng matanong na Dutchman. Kinaladkad ni Leeuwenhoek sa ilalim ng salamin ang lahat ng pumasok sa kanyang mga mata.
Siya ang unang nakakita ng mga mikroorganismo sa isang patak ng tubig, mga daluyan ng maliliit na ugat sa buntot ng isang tadpole, mga pulang selula ng dugo at dose-dosenang, daan-daang iba pang kamangha-manghang mga bagay na walang sinumang pinaghihinalaang bago sa kanya.
Ngunit isipin na madaling dumating si Leeuwenhoek sa kanyang mga natuklasan. Siya ay isang taong walang pag-iimbot na inialay ang kanyang buong buhay sa pananaliksik. Ang kanyang mga lente ay hindi komportable, hindi katulad ng mga mikroskopyo ngayon. Kinailangan kong ipahinga ang aking ilong sa isang espesyal na kinatatayuan upang sa panahon ng pagmamasid ang ulo ay ganap na hindi gumagalaw. At kaya, nagpapahinga laban sa kinatatayuan, ginawa ni Leeuwenhoek ang kanyang mga eksperimento sa loob ng 60 taon!
Muli ang kabaligtaran
Sa salamin, iba ang nakikita mo sa iyong sarili kaysa sa nakikita ng iba. Sa katunayan, kung magsuklay ka ng iyong buhok sa isang gilid, sa salamin ito ay magsusuklay sa kabila. Kung may mga nunal sa mukha, sila rin ay nasa maling panig. Kung ang lahat ng ito ay nakabukas sa isang salamin, ang mukha ay magiging kakaiba, hindi pamilyar.
Paano mo makikita ang iyong sarili tulad ng pagtingin sa iyo ng iba? Binabaliktad ng salamin ang lahat... Aba! Daig natin siya. Let's slip him an image, already inverted, already mirrored. Hayaan itong bumalik muli sa kabaligtaran, at ang lahat ay mahuhulog sa lugar.
Paano ito gagawin? Oo, sa tulong ng pangalawang salamin! Tumayo sa harap ng salamin sa dingding at kumuha ng isa pa, manual. Hawakan ito sa isang matinding anggulo sa dingding. Malalampasan mo ang parehong mga salamin: ang iyong "tama" na imahe ay lilitaw sa pareho. Ito ay madaling suriin gamit ang font. Magdala ng aklat na may malaking inskripsiyon sa pabalat sa iyong mukha. Sa parehong mga salamin, ang inskripsiyon ay mababasa nang tama, mula kaliwa hanggang kanan.
Ngayon subukang hilahin ang iyong sarili sa pamamagitan ng forelock. Sigurado akong hindi ito gagana kaagad. Tamang-tama ang imahe sa salamin sa pagkakataong ito, hindi lumiko pakanan pakaliwa. Kaya naman magkakamali ka. Sanay kang makakita ng mirror image sa salamin.
Sa mga tindahan ng mga yari na damit at sa mga tailoring atelier ay may mga salamin na may tatlong dahon, ang tinatawag na mga trellises. Sa kanila rin, makikita mo ang iyong sarili "mula sa gilid".
Panitikan:
- L. Galperstein, Funny Physics, M.: panitikang pambata, 1994
Sa araling ito, isasaalang-alang ang paksang "Formula ng manipis na lente". Ang araling ito ay isang uri ng konklusyon at generalization ng lahat ng kaalaman na nakuha sa seksyon ng geometric optics. Sa panahon ng aralin, ang mga mag-aaral ay kailangang lutasin ang ilang mga problema gamit ang thin lens formula, ang magnification formula, at ang formula para sa pagkalkula ng optical power ng lens.
Ang isang manipis na lens ay ipinakita, kung saan ang pangunahing optical axis ay ipinahiwatig, at ito ay ipinahiwatig na ang isang maliwanag na punto ay matatagpuan sa eroplano na dumadaan sa double focus. Kinakailangan upang matukoy kung alin sa apat na puntos sa pagguhit ang tumutugma sa tamang imahe ng bagay na ito, iyon ay, isang maliwanag na punto.
Ang problema ay maaaring malutas sa maraming paraan, isaalang-alang ang dalawa sa kanila.
Sa fig. Ang 1 ay nagpapakita ng converging lens na may optical center (0), foci (), isang multifocal lens at double focus point (). Ang isang makinang na tuldok () ay nasa isang eroplanong matatagpuan sa isang double focus. Kinakailangang ipakita kung alin sa apat na punto ang tumutugma sa pagbuo ng imahe o ang imahe ng puntong ito sa diagram.
Simulan natin ang solusyon sa problema sa tanong ng pagbuo ng isang imahe.
Ang maliwanag na punto () ay matatagpuan sa dobleng distansya mula sa lens, iyon ay, ang distansya na ito ay katumbas ng dobleng pokus, maaari itong itayo tulad ng sumusunod: kumuha ng isang linya na tumutugma sa isang sinag na gumagalaw na kahanay sa pangunahing optical axis, ang refracted beam ay dadaan sa focus (), at ang pangalawang beam ay dadaan sa optical center (0). Ang intersection ay nasa layong double focus () mula sa lens, ito ay walang iba kundi isang imahe, at tumutugma ito sa point 2. Tamang sagot: 2.
Kasabay nito, maaari mong gamitin ang manipis na lens formula at kapalit sa halip, dahil ang punto ay namamalagi sa isang distansya ng double focus, sa panahon ng pagbabagong nakuha namin na ang imahe ay nakuha din sa isang point remote sa double focus, ang sagot ay tumutugma hanggang 2 (Larawan 2).
kanin. 2. Gawain 1, solusyon ()
Ang problema ay maaari ding malutas gamit ang talahanayan na isinasaalang-alang namin kanina, ito ay nagsasaad na kung ang bagay ay nasa layo na dobleng pokus, kung gayon ang imahe ay makukuha rin sa layo na dobleng pokus, iyon ay, pag-alala sa talahanayan, ang maaaring makuha kaagad ang sagot.
Ang isang bagay na may taas na 3 sentimetro ay matatagpuan sa layo na 40 sentimetro mula sa isang converging thin lens. Tukuyin ang taas ng imahe kung alam na ang optical power ng lens ay 4 diopters.
Isinulat namin ang kondisyon ng problema at, dahil ang mga dami ay ipinahiwatig sa iba't ibang mga sistema ng sanggunian, isinasalin namin ang mga ito sa isang solong sistema at isulat ang mga equation na kinakailangan upang malutas ang problema:
Ginamit namin ang formula ng manipis na lens para sa isang converging lens na may positibong focus, ang magnification formula () sa pamamagitan ng laki ng imahe at taas ng mismong bagay, pati na rin sa layo mula sa lens hanggang sa imahe at mula sa lens hanggang sa tumutol mismo. Ang pag-alala na ang optical power () ay ang reciprocal ng focal length, maaari nating muling isulat ang equation ng manipis na lens. Mula sa magnification formula, isulat ang taas ng imahe. Susunod, nagsusulat kami ng isang expression para sa distansya mula sa lens hanggang sa imahe mula sa pagbabago ng formula ng manipis na lens at isulat ang formula kung saan maaari naming kalkulahin ang distansya sa imahe (. Pagpapalit ng halaga sa formula ng taas ng imahe, namin ay makakakuha ng ninanais na resulta, iyon ay, ang taas ng imahe ay naging mas malaki kaysa sa taas ng bagay mismo Samakatuwid, ang imahe ay totoo at ang pagpapalaki ay mas malaki kaysa sa isa.
Ang isang bagay ay inilagay sa harap ng isang manipis na converging lens, bilang isang resulta ng pagkakalagay na ito, ang pag-magnify ay naging 2. Kapag ang bagay ay inilipat na may kaugnayan sa lens, ang pag-magnify ay naging 10. Tukuyin kung gaano kalaki ang bagay na inilipat at sa anong direksyon, kung ang unang distansya mula sa lens hanggang sa bagay ay 6 na sentimetro.
Upang malutas ang problema, gagamitin namin ang formula para sa pagkalkula ng magnification at ang formula para sa isang converging thin lens.
Mula sa dalawang equation na ito ay maghahanap tayo ng solusyon. Ipahayag natin ang distansya mula sa lens hanggang sa imahe sa unang kaso, alam ang magnification at ang distansya. Ang pagpapalit ng mga halaga sa formula ng manipis na lens, nakukuha namin ang halaga ng pokus. Pagkatapos ay inuulit namin ang lahat para sa pangalawang kaso, kapag ang magnification ay 10. Nakukuha namin ang distansya mula sa lens hanggang sa bagay sa pangalawang kaso, kapag ang bagay ay inilipat, . Nakita namin na ang paksa ay inilipat nang mas malapit sa focus, dahil ang focus ay 4 na sentimetro, sa kasong ito ang magnification ay 10, iyon ay, ang imahe ay pinalaki ng 10 beses. Ang pangwakas na sagot ay ang bagay mismo ay inilipat nang mas malapit sa pokus ng lens at sa gayon ang pag-magnify ay naging 5 beses na mas malaki.
Ang geometric optics ay nananatiling isang napakahalagang paksa sa pisika, ang lahat ng mga problema ay malulutas lamang sa pag-unawa sa mga isyu ng imaging sa mga lente at, siyempre, kaalaman sa mga kinakailangang equation.
Bibliograpiya
- Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Physics (basic level) - M.: Mnemozina, 2012.
- Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Physics grade 10. - M.: Mnemosyne, 2014.
- Kikoin I.K., Kikoin A.K. Pisika-9. - M.: Enlightenment, 1990.
Takdang aralin
- Anong formula ang tumutukoy sa optical power ng isang manipis na lens?
- Ano ang kaugnayan sa pagitan ng optical power at focal length?
- Isulat ang formula para sa isang manipis na converging lens.
- Internet portal Lib.convdocs.org ().
- Internet portal Lib.podelise.ru ().
- Internet portal Natalibrilenova.ru ().