אורך מוקד ועוצמה אופטית. אנחנו מודדים את עצמנו

עדשותנקראים גופים שקופים התחום משני הצדדים על ידי משטחים כדוריים.

ישנם שני סוגים של עדשות: קמורה (מתכנסת) או קעורה (מפזרת). בעדשה קמורה האמצע עבה יותר מהקצוות, בעדשה קעורה להיפך האמצעי דק יותר מהקצוות.
הציר העובר דרך מרכז העדשה, בניצב לעדשה, נקרא הציר האופטי הראשי.


קרניים הנעות במקביל לציר האופטי הראשי נשברות בעת מעבר בעדשה ונאספות בנקודה אחת, הנקראת מוקד העדשה או פשוט מוקד העדשה (עבור עדשה מתכנסת). במקרה של עדשה מתפצלת, קרניים הנעות במקביל לציר האופטי הראשי מתפזרות ומתרחקות מהציר, אך הרחבות של קרניים אלו מצטלבות בנקודה אחת, הנקראת נקודת המיקוד הדמיוני.


שֶׁל- אורך מוקדעדשות (OF=F מסומן פשוט באות F).
הכוח האופטי של עדשה הוא ההדדיות של אורך המוקד שלה. , נמדד בדיאופטריות [dptr].
לדוגמה, אם אורך המוקד של העדשה הוא 20 ס"מ (F=20cm=0.2m), אז הכוח האופטי שלה הוא D=1/F=1/0.2=5 דיופטרים
כדי לבנות תמונה באמצעות עדשה, נעשה שימוש בכללים הבאים:
- הקרן העוברת דרך מרכז העדשה אינה נשברת;
- אלומה הפועלת במקביל לציר האופטי הראשי תישבר דרך נקודת המוקד;
- האלומה העוברת דרך נקודת המיקוד לאחר השבירה תלך במקביל לציר האופטי הראשי;

קחו בחשבון את המקרים הקלאסיים: א) האובייקט AB נמצא מאחורי הפוקוס הכפול d>2F.


תמונה: אמיתית, מוקטנת, הפוכה.

תמונה: דמיונית, מצומצמת, ישירה.

ב) האובייקט AB נמצא בין המוקד למוקד הכפול F

תמונה: אמיתית, מוגדלת, הפוכה.

ג) האובייקט AB נמצא בין העדשה למוקד ד

תמונה: דמיונית, מוגדלת, ישירה.

תמונה: דמיונית, מצומצמת, ישירה.

ד) הנושא AB נמצא בפוקוס כפול d=F


תמונה: אמיתית, שווה, הפוכה.

כאשר F הוא אורך המוקד של העדשה, d הוא המרחק מהאובייקט לעדשה, f הוא המרחק מהעדשה לתמונה.

Г - הגדלת עדשה, h - גובה אובייקט, H - גובה תמונה.

מטלת אוגה בפיזיקה:בעזרת עדשה מתכנסת מתקבלת תמונה וירטואלית של האובייקט. האובייקט נמצא במרחק מהעדשה
1) אורך מוקד קטן יותר
2) שווה לאורך המוקד
3) אורך מוקד כפול ארוך יותר
4) אורך מוקד גדול יותר ואורך מוקד כפול קטן יותר
פִּתָרוֹן:תמונה וירטואלית של אובייקט באמצעות עדשה מתכנסת יכולה להתקבל רק כאשר האובייקט ממוקם במרחק קטן מאורך המוקד ביחס לעדשה. (ראה תמונה למעלה)
תשובה: 1
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האיור מציג את נתיב האלומה הנכנסת על עדשה דקה בעלת אורך מוקד F. נתיב האלומה העוברת בעדשה תואם לקו המקווקו


פִּתָרוֹן:קרן 1 עוברת דרך הפוקוס, מה שאומר שלפני כן עברה במקביל לציר האופטי הראשי, קרן 3 מקבילה לציר האופטי הראשי, כלומר לפני כן עברה דרך המוקד של העדשה (משמאל לציר האופטי הראשי). עדשה), קרן 2 נמצאת ביניהם.
תשובה: 2
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:העצם ממוקם במרחק שווה ל-F מהעדשה המתכנסת מה תהיה תמונת האובייקט?
1) ישיר, אמיתי
2) ישיר, דמיוני
3) הפוך, אמיתי
4) לא תהיה תמונה
פִּתָרוֹן:הקרן העוברת דרך נקודת המיקוד, פוגעת בעדשה, הולכת במקביל לציר האופטי הראשי, אי אפשר לקבל תמונה של עצם שנמצא בנקודת המיקוד.
תשובה: 4
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:התלמיד עורך ניסויים בשתי עדשות, מכוון אליהן אלומת אור מקבילה. מהלך הקרניים בניסויים אלה מוצג באיורים. על פי תוצאות הניסויים הללו, אורך המוקד של העדשה L 2

1) יותר מאורך המוקד של העדשה L 1
2) פחות מאורך המוקד של העדשה L 1
3) שווה לאורך המוקד של העדשה L 1
4) לא ניתן לתאם עם אורך המוקד של העדשה L 1
פִּתָרוֹן:לאחר מעבר עדשה L 2, הקרניים עוברות במקביל, לכן המוקדים של שתי העדשות חופפים, ניתן לראות מהאיור שאורך המוקד של העדשה L2 קטן מאורך המוקד של העדשה L 1
תשובה: 2
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האיור מציג אובייקט S ותמונתו S′, המתקבלת באמצעות

1) עדשה מתכנסת דקה הממוקמת בין האובייקט לתמונתו
2) עדשה מתפצלת דקה, הממוקמת משמאל לתמונה
3) עדשה מתכנסת דקה, הממוקמת מימין לנושא
4) עדשה מתפצלת דקה הממוקמת בין האובייקט לתמונתו
פִּתָרוֹן:על ידי חיבור האובייקט S ותמונתו S′, נמצא היכן נמצא מרכז העדשה, מכיוון שהתמונה S′ גבוהה מהאובייקט S, אז התמונה מוגדלת. העדשה המתכנסת נותנת תמונה מוגדלת של S'. (ראה לעיל בתיאוריה)
תשובה: 3
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האובייקט נמצא במרחק של פחות מ-2F ויותר מ-F מהעדשה המתכנסת מה יהיה גודל התמונה לעומת גודל האובייקט?
1) קטן יותר
2) אותו דבר
3) גדול
4) לא תהיה תמונה
פִּתָרוֹן:ראה נקודה ב לעיל) נושא AB נמצא בין פוקוס לפוקוס כפול.
תשובה: 3
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:לאחר מעבר דרך המכשיר האופטי, המכוסה באיור על ידי מסך, הנתיב של קרניים 1 ו-2 השתנה ב-1" ו-2", בהתאמה. מאחורי המסך נמצא

1) עדשה מתכנסת
2) עדשה מתפצלת
3) מראה שטוחה
4) צלחת זכוכית מקבילה למישור
פִּתָרוֹן:הקרניים, לאחר מעבר המכשיר האופטי, מתפצלות, וזה אפשרי רק לאחר שהקרניים עוברות דרך עדשה מתפצלת.
תשובה: 2
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האיור מציג את הציר האופטי OO 1 של עדשה דקה, האובייקט A ותמונתו A 1, וכן את נתיב שתי הקרניים המעורבות ביצירת התמונה.

לפי האיור, המיקוד של העדשה נמצא בנקודה
1) 1, והעדשה מתכנסת
2) 2, והעדשה מתכנסת
3) 1, והעדשה מתפצלת
4) 2, והעדשה מתפצלת
פִּתָרוֹן:אלומה הנעה במקביל לציר האופטי הראשי, לאחר שעברה דרך העדשה, נשברת ועוברת דרך נקודת המוקד. האיור מראה שזו נקודה 2 והעדשה מתכנסת.
תשובה: 2
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:התלמיד חקר את אופי התמונה של עצם בשתי עדשות זכוכית: הכוח האופטי של עדשה אחת D 1 = -5 דיופטריות, השנייה D 2 = 8 דיופטריות - והסיק מסקנות מסוימות. מתוך המסקנות שלהלן, בחרו את שתי הנכונות ורשמו את מספריהן.
1) שתי העדשות מתכנסות.
2) רדיוס העקמומיות של המשטח הכדורי של העדשה הראשונה שווה לרדיוס העקמומיות של המשטח הכדורי של העדשה השנייה.
3) אורך המוקד של העדשה הראשונה גדול יותר במודולוס מהשני.
4) התמונה של אובייקט שנוצרה על ידי שתי העדשות היא תמיד ישרה.
5) תמונת האובייקט שנוצרת מהעדשה הראשונה היא תמיד תמונה וירטואלית, והתמונה שנוצרת מהעדשה השנייה היא וירטואלית רק כאשר האובייקט נמצא בין העדשה למוקד.
פִּתָרוֹן:סימן המינוס מראה שהעדשה הראשונה מתפצלת, והשניה מתכנסת, לכן תמונת האובייקט שנוצרה על ידי העדשה הראשונה היא תמיד וירטואלית, התמונה שנוצרת על ידי העדשה השנייה היא וירטואלית רק כאשר האובייקט נמצא בין העדשה ל הפוקוס. אורך המוקד של העדשה הראשונה גדול יותר בערך המוחלט מאורך המוקד של העדשה השנייה. מהנוסחה לעוצמה האופטית של העדשה F \u003d 1 / D, ואז F 1 \u003d 0.2 מ' F 2 \u003d 0.125 מ'.
תשובה: 35
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:באיזו נקודה תמוקם התמונה של מקור נקודתי S שנוצר על ידי עדשה מתכנסת עם אורך מוקד F?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
פִּתָרוֹן:

תשובה: 1
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האם עדשה דו קמורה יכולה לפזר קרן של קרניים מקבילות? הסבר את התשובה.
פִּתָרוֹן:אולי אם מקדם השבירה של הסביבה גדול ממקדם השבירה של העדשה.
מטלת Oge בפיזיקה של fipi:האיור מציג עדשה מתפצלת דקה ושלושה עצמים: A, B ו-C, הממוקמים על הציר האופטי של העדשה. התמונה של איזה אובייקט(ים) בעדשה שאורך המוקד שלה F יצטמצם, ישיר ודמיוני?

1) רק א
2) רק ב
3) רק ב
4) כל שלושת הפריטים
פִּתָרוֹן:עדשה מתפצלת דקה, תמיד נותנת תמונה מוקטנת, ישירה ווירטואלית, בכל מיקום של המצולם.
תשובה: 4
מטלת Oge בפיזיקה (fipi):אובייקט בין אורך המוקד ואורך המוקד הכפול של העדשה מועבר קרוב יותר לאורך המוקד הכפול של העדשה. קבע התאמה בין כמויות פיזיקליות לבין השינויים האפשריים שלהן כאשר אובייקט מתקרב למוקד הכפול של העדשה.
עבור כל ערך, קבע את האופי המתאים של השינוי:
1) עולה
2) יורד
3) לא משתנה
כתוב בטבלה את המספרים שנבחרו מתחת לאותיות המתאימות. ניתן לחזור על מספרים בתשובה.
פִּתָרוֹן:אם האובייקט נמצא בין הפוקוס לפוקוס הכפול, אז תמונתו מוגדלת ונמצאת מאחורי הפוקוס הכפול, כאשר מתקרבים לפוקוס הכפול, הממדים יפחתו והתמונה תתקרב לעדשה, שכן אם הגוף נמצא בכפול. אורך המוקד, אז התמונה שווה לעצמה וממוקמת בפוקוס כפול.
תשובה: 22
המשימה של גרסת ההדגמה של OGE 2019:האיור מציג שלושה אובייקטים: A, B ו-C. התמונה של איזה אובייקט(ים) בעדשה מתכנסת דקה, שאורך המוקד שלה F, תקטן, הפוכה ואמיתית?

1) רק א
2) רק ב
3) רק ב
4) כל שלושת הפריטים
פִּתָרוֹן:התמונה תהיה מוקטנת, הפוכה ואמיתית אם האובייקט נמצא מאחורי הפוקוס הכפול d>2F (ראה תיאוריה למעלה). אובייקט A נמצא מאחורי הפוקוס הכפול.

וידאו שיעור 2: עדשה מתפצלת - פיזיקה בניסויים וניסויים

הַרצָאָה: עדשות מתכנסות ומתפצלות. עדשה דקה. אורך מוקד ועוצמה אופטית של עדשה דקה

עֲדָשָׁה. סוגי עדשות

כידוע, כל התופעות והתהליכים הפיזיקליים משמשים בתכנון של מכונות וציוד אחר. שבירת האור אינה יוצאת דופן. תופעה זו שימשה בייצור מצלמות, משקפות, והעין האנושית היא גם מעין מכשיר אופטי שיכול לשנות את מהלך הקרניים. לשם כך, משתמשים בעדשה.

עֲדָשָׁה- זהו גוף שקוף, שמוגבל משני הצדדים על ידי כדורים.

בקורס פיזיקה של בית הספר נחשבות עדשות עשויות זכוכית. עם זאת, ניתן להשתמש בחומרים אחרים.

ישנם מספר סוגים עיקריים של עדשות המבצעות פונקציות מסוימות.

עדשה דו קמורה

אם העדשות עשויות משתי חצאי כדור קמור, אז הן נקראות דו-קמורות. בואו נסתכל כיצד מתנהגות הקרניים בעת מעבר דרך עדשה כזו.

על התמונה א 0 דהוא הציר האופטי הראשי. זוהי הקרן שעוברת דרך מרכז העדשה. העדשה סימטרית על ציר זה. כל שאר הקרניים העוברות במרכז נקראות צירי צד, ביחס לסימטריה שלהן לא נצפה.

קחו בחשבון קרן תקרית א.ב, שנשבר עקב המעבר לתווך אחר. לאחר שהקרן השבורה נוגעת בדופן השני של הכדור, היא נשברת שוב לפני חציית הציר האופטי הראשי.

מכאן נוכל להסיק שאם אלומה מסוימת עברה במקביל לציר האופטי הראשי, אז לאחר שעברה דרך העדשה היא תחצה את הציר האופטי הראשי.

כל הקרניים הקרובות לציר מצטלבות בנקודה אחת ויוצרות אלומה. אותן קרניים שמרוחקות מהציר מצטלבות במקום קרוב יותר לעדשה.

התופעה שבה קרניים מתכנסות בנקודה אחת נקראת התמקדות, ונקודת המיקוד היא מוֹקֵד.

מיקוד (אורך מוקד) מצוין באיור באות ו.

עדשה שבה הקרניים נאספות בנקודה אחת מאחוריה נקראת עדשה מתכנסת. זה דו קמורעדשה היא כֶּנֶס.

לכל עדשה יש שני מוקדים - הם נמצאים לפני העדשה ומאחוריה.

עדשה דו-קעורה

עדשה העשויה משתי המיספרות קעורות נקראת דו קעור.

כפי שניתן לראות מהאיור, הקרניים שפוגעות בעדשה כזו נשברות, וביציאה הן אינן חוצות את הציר, אלא להיפך, נוטות ממנו.

מכאן נוכל להסיק שעדשה כזו מתפזרת, ולכן נקראת פִּזוּר.

אם הקרניים שהתפזרו ממשיכות מול העדשה, אז הן יתאספו בנקודה אחת, שנקראת מיקוד דמיוני.

עדשות מתכנסות ומתפצלות יכולות לקבל גם סוגים אחרים, כפי שמוצג באיורים.

1 - דו קמור;

2 - פלנו-קמור;

3 - קעור-קמור;

4 - דו קעור;

5 - פלנו-קעורה;

6 - קמור-קעור.

בהתאם לעובי העדשה, היא יכולה לשבור קרניים פחות או יותר. כדי לקבוע באיזו עוצמה עדשה נשברת, נקראת כמות כוח אופטי.

D הוא הכוח האופטי של העדשה (או מערכת העדשות);

F הוא אורך המוקד של העדשה (או מערכת העדשות).

[D] = 1 דיופטר. יחידת הכוח האופטי של עדשה היא הדיופטר (m -1).

עדשה דקה

בלימוד עדשות נשתמש במושג עדשה דקה.

אז, שקול את הדמות, המציגה עדשה דקה. אז עדשה דקה היא כזו שהעובי בה קטן מספיק. עם זאת, אי ודאות אינה מקובלת על חוקים פיזיקליים, ולכן המונח "מספיק" מסוכן לשימוש. מאמינים שניתן לכנות עדשה דקה כאשר העובי קטן מהרדיוסים של שני המשטחים הכדוריים.

אורך המוקד של עדשה תלוי ב דרגות של עקמומיותפני השטח שלו. עדשה עם יותר משטחים קמורים שוברת קרניים יותר מאשר עדשה עם פחות משטחים קמורים ולכן יש לה אורך מוקד קצר יותר.

כדי לקבוע את אורך המוקד של עדשה מתכנסת, יש צורך לכוון אליה את קרני השמש ולאחר קבלת תמונה חדה של השמש על המסך שמאחורי העדשה, למדוד את המרחק מהעדשה לתמונה זו. מכיוון שהקרניים, בשל ריחוקה הקיצוני של השמש, ייפלו על העדשה בקרן כמעט מקבילה, תמונה זו תמוקם כמעט במוקד העדשה.

ההדדיות של אורך המוקד של עדשה נקראת כוח אופטי של העדשה(ד):

D= 1

ככל שאורך המוקד של העדשה קטן יותר, כך הכוח האופטי שלה גדול יותר, כלומר. ככל שהוא שובר את הקרניים. יחידה לְהַאִיץ. (מ -1) . אחרת, יחידה זו נקראת דיופטר (dptr).

דיופטר 1 הוא הכוח האופטי של עדשה עם אורך מוקד של 1 מטר.

לעדשות מתכנסות ומתפצלות יש כוחות אופטיים שונים.

עדשות מתכנסותיש מיקוד אמיתי, ולכן אורך המוקד והעוצמה האופטית שלהם נחשבים חיוביים (F>0, D>0).

עדשות שונותיש מיקוד דמיוני, ולכן אורך המוקד והעוצמה האופטית שלהם נחשבים שליליים ( ו<0, D<0).

מכשירים אופטיים רבים מורכבים מכמה עדשות. הכוח האופטי של מערכת של כמה עדשות מרווחות זהות שווה לסכום הכוחות האופטיים של כל העדשות של מערכת זו. אם ישנן שתי עדשות בעלות עוצמה אופטית D 1 ו- D 2, אז ההספק האופטי הכולל שלהן יהיה שווה ל- : D= D1 + D2

רק כוחות אופטיים מסתכמים, אורך המוקד של מספר עדשות אינו עולה בקנה אחד עם סכום אורכי המוקד של עדשות בודדות.

בעזרת עדשות ניתן לא רק לאסוף ולפזר קרני אור, אלא גם לקבל מגוון תמונות של חפצים. כדי לבנות תמונה בעדשות, מספיק לבנות מהלך של שתי אלומות: האחת עוברת במרכז האופטי של העדשה ללא שבירה, השנייה היא קרן מקבילה לציר האופטי הראשי.

1. הנושא נמצא בין העדשה לפוקוס:

התמונה מוגדלת, דמיונית, ישירה. תמונות כאלה מתקבלות באמצעות זכוכית מגדלת.

2. הנושא הוא בין פוקוס לפוקוס כפול

תמונה - אמיתית, מוגדלת, הפוכה. תמונות כאלה מתקבלות במכשירי הקרנה.

3. נושא מאחורי פוקוס כפול

העדשה נותנת תמונה מוקטנת, הפוכה, אמיתית. תמונה זו משמשת במצלמה.

עדשה מתפצלת בכל מיקום של האובייקט נותנת תמונה מוקטנת, דמיונית וישירה. הוא יוצר קרן אור מתפצלת

העין האנושית היא כמעט כדורית בצורתה.

הוא מוקף בקרום צפוף הנקרא סקלרה. החלק הקדמי של הסקלרה שקוף ונקרא קרנית. מאחורי הקרנית נמצאת הקשתית, שיכולה להיות בצבע שונה אצל אנשים שונים. בין הקרנית לקשתית יש נוזל מימי.

בקשתית יש חור - האישון, שקוטרו יכול להשתנות בהתאם לתאורה. מאחורי האישון יש גוף שקוף - העדשה, שנראית כמו עדשה דו קמורה. העדשה מחוברת על ידי שרירים לסקלרה.

מאחורי העדשה נמצא גוף הזגוגית. הוא שקוף וממלא את שאר העין. החלק האחורי של הסקלרה הוא קרקעית העין, המכוסה ברשתית.

הרשתית מורכבת מהסיבים העדינים ביותר המכסים את קרקעית העין. הם קצוות מסועפים של עצב הראייה.

אור הנופל על העין נשבר על פני העין הקדמיים, בקרנית, בעדשה ובגוף הזגוגית, עקב כך נוצרת תמונה אמיתית, מצומצמת, הפוכה של העצם המדובר על הרשתית.

אור הנופל על קצות עצב הראייה המרכיבים את הרשתית מגרה את הקצוות הללו. גירויים מועברים לאורך סיבי העצבים אל המוח, והאדם מקבל תפיסה ויזואלית של העולם הסובב אותו. תהליך הראייה מתוקן על ידי המוח, ולכן אנו תופסים את האובייקט ישר.

העקמומיות של העדשה יכולה להשתנות. כאשר אנו מסתכלים על עצמים מרוחקים, הקימור של העדשה אינו גדול, מכיוון שהשרירים המקיפים אותה רפויים. כאשר מסתכלים על עצמים קרובים, השרירים דוחסים את העדשה, העקמומיות שלה גדלה.

מרחק הראייה הטובה ביותר לעין רגילה הוא 25 ס"מ. ראייה עם שתי עיניים מגדילה את שדה הראייה, וגם מאפשרת להבחין איזה אובייקט קרוב יותר ואיזה רחוק מאיתנו. העובדה היא שעל הרשתית של העיניים השמאלית והימנית, תמונות שונות זו מזו. ככל שהאובייקט קרוב יותר, ההבדל הזה בולט יותר, הוא יוצר רושם של הבדל במרחקים. הודות לראייה בשתי עיניים, אנו רואים את האובייקט בתלת מימד.

אצל אדם עם ראייה תקינה וטובה, העין במצב לא לחוץ אוספת קרניים מקבילות בנקודה השוכבת על הרשתית. המצב שונה עבור אנשים הסובלים מקוצר ראייה ורוחק ראייה.

קוֹצֶר רְאִיָה- זהו חוסר ראייה, שבו קרניים מקבילות, לאחר שבירה בעין, אינן נאספות על הרשתית, אלא קרוב יותר לעדשה. לכן תמונות של עצמים מרוחקים מטושטשות ומטושטשות ברשתית. כדי לקבל תמונה חדה על הרשתית, יש לקרב את האובייקט המדובר לעין.

רוֹחַק רְאִיָה- זהו חוסר ראייה שבו קרניים מקבילות, לאחר שבירה בעין, מתכנסות בזווית כזו שהמוקד ממוקם לא על הרשתית, אלא מאחוריה. תמונות של עצמים מרוחקים על הרשתית מתגלים שוב כמטושטשים ומטושטשים. מכיוון שהעין הרחוקה אינה מסוגלת למקד אפילו קרניים מקבילות על הרשתית, היא אוספת קרניים שונות המגיעות מעצמים סמוכים אפילו יותר גרוע. לכן, אנשים עם רואי ראייה רואים רע הן למרחקים והן לקרובים.

המונח אורך מוקד של עדשה מוכר לרבים משיעורי הפיזיקה בבית הספר. אורך המוקד של עדשה הוא המרחק מהעדשה עצמה למישור המוקד שלה, נמדד במילימטרים. מישור המוקד ומישור העדשה מקבילים זה לזה ומישור המוקד עובר דרך מוקד העדשה.

המוקד הוא הנקודה שבה כל הקרניים שעברו בעדשה מתכנסות. במצלמה דיגיטלית, CCD ממוקם במישור המוקד. לפיכך, עדשת המצלמה אוספת את שטף האור ומבטיחה את המיקוד שלו במטריצה ​​הרגישה לאור. מידת ההגדלה של העדשה תלויה ישירות באורך המוקד. ככל שאורך המוקד גדל, מידת ההגדלה של העדשה עולה, אך זווית הראייה שלה מצטמצמת.

איור 1. מישור מיקוד ומיקוד לעדשה מתכנסת דו קמורה.

בהתאם לאורך המוקד של העדשה, העדשות מחולקות לזווית רחבה ולטלפוטו. עדשות רחבות זווית, לרוב הן נקראות פשוט "זווית רחבה", כאילו הן מרחיקות את האובייקט המצולם מהצופה, ומקטינות אותו. השם פשוט בא מהעובדה שיש להן זווית ראייה גדולה מאוד (רחבה) . עדשות עם פוקוס ארוך מאפשרות לך להגדיל (לקרב) את האובייקט המצולם לצופה, אך יש להן זווית כיסוי קטנה בהרבה.

איור 2. סוגי עדשות לפי אורך מוקד וזווית כיסוי.

מה קובע את אורך המוקד של עדשת אובייקטיבית

ההתמקדות בנושא תלויה בגודל ה-CCD - מטריצה. עבור מצלמות סרטים, גודל זה זהה לרוחב מסגרת של 35 מ"מ. סרטים. עם זאת, במצלמות דיגיטליות מידות המטריצות קטנות בהרבה ויותר מכך שונות משמעותית בהתאם לדגם המצלמה והיצרן שלה.

לכן, הוחלט לתת את הפרמטרים של אורך המוקד של עדשת עדשת המצלמה הדיגיטלית ביחס ל-35 מ"מ הסטנדרטי. זה איפשר להשוות בין סוגים שונים של עדשות לפי אורך המוקד של העדשה, מבלי לקחת בחשבון את הפרמטרים של המטריצות, וגם לקבוע את הדברים הבאים:

1. לעדשה באורך מוקד של 50 מ"מ יש שדה ראייה המתאים לשדה הראייה של העין האנושית ומשמשת בעיקר לצילומים בינוניים.
2. אורך המוקד של העדשה של 90 - 130 מ"מ אידיאלי לצילום פורטרט. לעדשות כאלה יש עומק שדה רדוד, המאפשר ליצור בוקה יפהפה.
3. החל מ-200 מ"מ יש עדשות טלפוטו. הם אידיאליים לירי בעלי חיים, ציפורים או ספורט ממרחקים ארוכים.
4. עדשות עם אורך מוקד עדשה של 28 - 35 מ"מ מתאימות לצילום בתוך הבית בו אין מספיק חופש תנועה. לרוב מותקן במצלמות בעלות נמוכה.
5. עדשות עם אורך מוקד עדשה של פחות מ-20 מ"מ נקראות עין דג. היישום העיקרי הוא יצירת תצלומים אמנותיים.

עדשות זום וזום דיגיטלי

במצלמות דיגיטליות, ככלל, מותקנות עדשות בעלות אורך מוקד משתנה של העדשה. מאיזה אורך מוקד מוגדר, הם יכולים להיות גם זווית רחבה וגם טלפוטו. ניתן ליישם את הגידול באורך המוקד באמצעות אופטיקה או תוכנה (דיגיטלית).

הגידול האופטי באורך המוקד של העדשה מושג על ידי האופטיקה של העדשה, כלומר על ידי שינוי אורך המוקד. טכניקה זו אינה איכות תמונה. עדשות מודרניות מאפשרות לך לקבל הגדלה של תמונה של פי 12. ניתן לקבוע בקלות את ההגדלה המקסימלית לפי הסימונים על העדשה. נניח שהטווח הוא 5.4 - 16.2 מ"מ. אז העלייה המקסימלית תהיה 16.2 / 5.4 = 3, כלומר עלייה פי שלושה.

איור 3. עדשת טלפוטו של Nikkor עם אורך מוקד של 80-400 מ"מ.

זום דיגיטלי מגדיל את מקדם ההגדלה, אך מדרדר מאוד את התמונה, ולכן יש להשתמש בו רק במקרים קיצוניים, כאשר איכות התמונה אינה כה קריטית. ניתן לבצע עלייה דומה במחשב במהלך עיבוד שלאחר התמונה.

המהות של הזום הדיגיטלי היא די פשוטה. המעבד של המצלמה או המחשב מחשב איזה צבע פיקסלים להוסיף לתמונה ובאילו מקומות בהגדלה. הבעיה עם אובדן איכות התמונה היא שהפיקסלים החדשים הללו לא התקבלו על ידי החיישן מכיוון שהם לא היו בתמונה המקורית.

נ.ב. אם מאמר זה היה שימושי עבורך, שתף אותו עם חבריך ברשתות החברתיות! כדי לעשות זאת, פשוט לחץ על הכפתורים למטה והשאיר את התגובה שלך!

הבה נבחן כעת מקרה נוסף בעל חשיבות מעשית רבה. לרוב העדשות שאנו משתמשים בהן אין ממשק אחד אלא שני ממשקים. למה זה מוביל? תהא עדשת זכוכית תחומה על ידי משטחים בעלי עקומות שונות (איור 27.5). שקול את הבעיה של מיקוד קרן אור מנקודה O לנקודה O'. איך לעשות את זה? ראשית, אנו משתמשים בנוסחה (27.3) עבור המשטח הראשון, ושוכחים מהמשטח השני. זה יאפשר לנו לקבוע שהאור הנפלט בנקודה O ייראה כמתכנס או מתפצל (בהתאם לסימן אורך המוקד) מנקודה אחרת, נניח O'. כעת נפתור את החלק השני של הבעיה. יש משטח נוסף בין זכוכית לאוויר, והקרניים מתקרבות אליו, מתכנסות לנקודה O'. איפה הם באמת נפגשים? בואו נשתמש שוב באותה נוסחה! אנו מגלים שהם מתכנסים לנקודה O. באופן זה ניתן לעבור במידת הצורך דרך 75 משטחים תוך יישום רצוף של אותה נוסחה ועובר ממשטח אחד למשנהו!

ישנן נוסחאות מורכבות עוד יותר שיכולות לעזור לנו באותם מקרים נדירים בחיינו כאשר מסיבה כלשהי אנו צריכים להתחקות אחר נתיב האור דרך חמישה משטחים. עם זאת, אם אתה באמת צריך, עדיף לחזור על חמישה משטחים ברצף מאשר לשנן שלל נוסחאות, כי יכול לקרות שלא נצטרך להתעסק במשטחים כלל!

בכל מקרה, עקרון החישוב הוא כדלקמן: כאשר עוברים דרך משטח אחד, אנו מוצאים מיקום חדש, נקודת מיקוד חדשה ורואים זאת כמקור למשטח הבא.

משטחים וכו' לעתים קרובות במערכות ישנם מספר סוגים של זכוכית עם אינדיקטורים שונים n 1, n 2, ...; לכן, לפתרון ספציפי של הבעיה, עלינו להכליל את הנוסחה (27.3) למקרה של שני מעריכים שונים n 1 , n 2 . קל להראות שלמשוואה המוכללת (27.3) יש את הצורה

המקרה פשוט במיוחד כאשר המשטחים קרובים זה לזה וניתן להזניח את השגיאות הנובעות מהעובי הסופי. שקול את העדשה המוצגת באיור. 27.6, ואנו מציגים את השאלה הבאה: באילו תנאים העדשה צריכה לעמוד על מנת שהקרן מ-O תהיה ממוקדת ל-O'? תן לאור לעבור בדיוק דרך קצה העדשה בנקודה P. ואז (מזניח באופן זמני את עובי העדשה T עם מקדם שבירה n 2) הזמן העודף בדרך ORO' יהיה שווה ל (n 1 h 2 / 2s) + (n 1 h 2 /2s') . על מנת להשוות את זמן הנסיעה OPO' והזמן לאורך הנתיב הליווי, העדשה חייבת להיות בעלת עובי T כזה במרכז שהיא חוסמת את האור למשך הזמן הנדרש. לכן, עובי העדשה T חייב לספק את היחס

אתה יכול גם לבטא את T במונחים של הרדיוסים של שני המשטחים R 1 ו- R 2 . בהתחשב בתנאי 3 (ניתן בעמוד 27), אנו מוצאים למקרה R 1< R 2 (выпуклая линза)

מכאן אנחנו סוף סוף מגיעים

שימו לב שכמו קודם, כאשר נקודה אחת נמצאת באינסוף, השנייה תמוקם במרחק שנקרא לו אורך המוקד f. הערך של f נקבע על ידי השוויון

כאשר n \u003d n 2 / n 1.

במקרה ההפוך, כאשר s מגיע לאינסוף, s' מסתיימת באורך המוקד f'. עבור העדשה שלנו, אורכי המוקד זהים. (כאן אנו נפגשים עם מקרה מיוחד נוסף של הכלל הכללי, לפיו היחס בין אורכי המוקד שווה ליחס מדדי השבירה של שני המדיות שבהן ממוקדות הקרניים. עבור המערכת האופטית שלנו, שני האינדיקטורים זהים , ולכן אורכי המוקד שווים.)

בואו נשכח לזמן מה את הנוסחה של אורך המוקד. מרחקים. אם קניתם עדשה עם רדיוסי עקמומיות לא ידועים ואינדקס שבירה כלשהו, ​​אזי ניתן למדוד את אורך המוקד פשוט על ידי מיקוד הקרניים המגיעות ממקור מרוחק. לדעת f, יותר נוח לשכתב את הנוסחה שלנו מיד מבחינת אורך המוקד

עכשיו נראה איך הנוסחה הזו עובדת ומה יוצא ממנה במקרים שונים. ראשית, אם אחד מהמרחקים s ו-s' הוא אינסופי, השני שווה ל-f. מצב זה אומר שקרן אור מקבילה ממוקדת במרחק f וניתן להשתמש בה בפועל כדי לקבוע את f. מעניין גם ששתי הנקודות נעות באותו כיוון. אם אחד הולך ימינה, אז השני נע באותו כיוון. ולבסוף, אם s ו-s' זהים, אז כל אחד מהם שווה ל-2f.