Objektívy sa nazývajú priehľadné telesá ohraničené z oboch strán guľovými plochami.

Existujú dva typy šošoviek: konvexné (zbiehavé) alebo konkávne (difúzne). V konvexnej šošovke je stred hrubší ako okraje, v konkávnej šošovke je naopak stred tenší ako okraje.
Os prechádzajúca stredom šošovky, kolmá na šošovku, sa nazýva hlavná optická os.


Lúče, ktoré sa pohybujú rovnobežne s hlavnou optickou osou, sa pri prechode šošovkou lámu a zhromažďujú sa v jednom bode, ktorý sa nazýva ohnisko šošovky alebo jednoducho ohnisko šošovky (pre zbiehavú šošovku). V prípade divergencie šošovky sú lúče pohybujúce sa rovnobežne s hlavnou optickou osou rozptýlené a rozchádzajú sa preč od osi, ale predĺženia týchto lúčov sa pretínajú v jednom bode, ktorý sa nazýva bod pomyselného ohniska.


OF je ohnisková vzdialenosť šošovky (OF=F sa jednoducho označuje písmenom F).
Optická sila šošovky je prevrátená k jej ohniskovej vzdialenosti. , merané v dioptriách [dptr].
Napríklad, ak je ohnisková vzdialenosť objektívu 20 cm (F=20cm=0,2m), potom optická sila D=1/F=1/0,2=5 dioptrií
Na vytvorenie obrazu pomocou šošovky sa používajú nasledujúce pravidlá:
- lúč prechádzajúci stredom šošovky sa neláme;
- lúč prebiehajúci rovnobežne s hlavnou optickou osou sa bude lámať cez ohnisko;
- lúč prechádzajúci bodom zaostrenia po refrakcii pôjde rovnobežne s hlavnou optickou osou;

Uvažujme klasické prípady: a) objekt AB je za dvojitým ohniskom d>2F.


obraz: skutočný, zmenšený, prevrátený.

obraz: imaginárny, zmenšený, priamy.

B) objekt AB je medzi ohniskom a dvojitým ohniskom F

obraz: skutočný, zväčšený, prevrátený.

C) objekt AB je medzi šošovkou a ohniskom d

obraz: imaginárny, zväčšený, priamy.

obraz: imaginárny, zmenšený, priamy.

D) objekt AB má dvojité zaostrenie d=F


obraz: skutočný, rovný, prevrátený.

kde F je ohnisková vzdialenosť šošovky, d je vzdialenosť od objektu k šošovke, f je vzdialenosť od šošovky k obrázku.

Г - zväčšenie šošovky, h - výška objektu, H - výška obrazu.

Úloha OGE vo fyzike: Pomocou zbiehajúcej šošovky sa získa virtuálny obraz objektu. Objekt je vo vzdialenosti od objektívu
1) menšia ohnisková vzdialenosť
2) rovná ohniskovej vzdialenosti
3) dlhšia dvojnásobná ohnisková vzdialenosť
4) väčšia ohnisková vzdialenosť a menšia dvojnásobná ohnisková vzdialenosť
Riešenie: Virtuálny obraz objektu pomocou zbiehajúcej šošovky je možné získať iba vtedy, keď je objekt umiestnený vo vzdialenosti menšej ako je ohnisková vzdialenosť vzhľadom na šošovku. (pozri obrázok vyššie)
odpoveď: 1
Úloha Oge vo fyzike fipi: Na obrázku je znázornený priebeh lúča dopadajúceho na tenkú šošovku s ohniskovou vzdialenosťou F. Prerušovaná čiara zodpovedá priebehu lúča prechádzajúceho šošovkou.


Riešenie: Lúč 1 prechádza ohniskom, čo znamená, že predtým išiel rovnobežne s hlavnou optickou osou, lúč 3 je rovnobežný s hlavnou optickou osou, čo znamená, že predtým prechádzal cez ohnisko šošovky (naľavo od šošovka), lúč 2 je medzi nimi.
odpoveď: 2
Úloha Oge vo fyzike fipi: Objekt sa od zbiehajúcej šošovky nachádza vo vzdialenosti rovnajúcej sa F. Aký bude obraz predmetu?
1) priamy, platný
2) priamy, imaginárny
3) obrátený, skutočný
4) nebude žiadny obrázok
Riešenie: lúč prechádzajúci zaostrovacím bodom, ktorý dopadá na šošovku, ide rovnobežne s hlavnou optickou osou, nie je možné získať obraz objektu umiestneného v zaostrovacom bode.
odpoveď: 4
Úloha Oge vo fyzike fipi:Študent robí experimenty s dvoma šošovkami, pričom na ne nasmeruje paralelný lúč svetla. Priebeh lúčov v týchto experimentoch je znázornený na obrázkoch. Podľa výsledkov týchto experimentov je ohnisková vzdialenosť šošovky L 2

1) viac ako je ohnisková vzdialenosť šošovky L 1
2) menšia ako ohnisková vzdialenosť šošovky L 1
3) rovná ohniskovej vzdialenosti šošovky L1
4) nemožno korelovať s ohniskovou vzdialenosťou šošovky L 1
Riešenie: po prechode šošovkou L 2 idú lúče rovnobežne, preto sa ohniská oboch šošoviek zhodujú, z obrázku je vidieť, že ohnisková vzdialenosť šošovky L2 je menšia ako ohnisková vzdialenosť šošovky L 1
odpoveď: 2
Úloha Oge vo fyzike fipi: Obrázok ukazuje objekt S a jeho obraz S′, získaný pomocou

1) tenká zbiehavá šošovka, ktorá sa nachádza medzi objektom a jeho obrazom
2) tenká divergujúca šošovka, ktorá sa nachádza naľavo od obrázku
3) tenká zbiehavá šošovka, ktorá je umiestnená napravo od objektu
4) tenká divergujúca šošovka, ktorá sa nachádza medzi objektom a jeho obrazom
Riešenie: spojením objektu S a jeho obrazu S′ zistíme, kde je stred šošovky, keďže obraz S′ je vyššie ako objekt S, potom sa obraz zväčší. Spojovacia šošovka poskytuje zväčšený obraz S'. (pozri teoreticky vyššie)
odpoveď: 3
Úloha Oge vo fyzike fipi: Objekt je od spojovacej šošovky vo vzdialenosti menšej ako 2F a väčšej ako F. Aké budú rozmery obrázka v porovnaní s veľkosťou objektu?
1) menšie
2) to isté
3) veľké
4) nebude žiadny obrázok
Riešenie: Pozri bod b vyššie) objekt AB je medzi zaostrením a dvojitým zaostrením.
odpoveď: 3
Úloha Oge vo fyzike fipi: Po prechode optickým zariadením, ktoré je na obrázku pokryté clonou, sa dráha lúčov 1 a 2 zmenila o 1" a 2". Za obrazovkou je

1) zbiehavá šošovka
2) divergujúca šošovka
3) ploché zrkadlo
4) planparalelná sklenená doska
Riešenie: lúče sa po prechode optickým zariadením rozchádzajú, a to je možné až po prechode lúčov rozbiehavou šošovkou.
odpoveď: 2
Úloha Oge vo fyzike fipi: Na obrázku je znázornená optická os OO 1 tenkej šošovky, objekt A a jeho obraz A 1, ako aj dráha dvoch lúčov podieľajúcich sa na tvorbe obrazu.

Podľa obrázku je ohnisko šošovky v bode
1) 1 a šošovka sa zbieha
2) 2 a šošovka sa zbieha
3) 1 a šošovka je divergentná
4) 2 a šošovka je divergentná
Riešenie: lúč idúci rovnobežne s hlavnou optickou osou sa po prechode šošovkou láme a prechádza cez ohnisko. Obrázok ukazuje, že toto je bod 2 a šošovka sa zbieha.
odpoveď: 2
Úloha Oge vo fyzike fipi:Študent skúmal povahu obrazu predmetu v dvoch sklenených šošovkách: optickú mohutnosť jednej šošovky D 1 = -5 dioptrií, druhej D 2 = 8 dioptrií - a urobil určité závery. Z nižšie uvedených záverov vyberte dva správne a zapíšte si ich čísla.
1) Obidve šošovky sa zbiehajú.
2) Polomer zakrivenia guľového povrchu prvej šošovky sa rovná polomeru zakrivenia guľového povrchu druhej šošovky.
3) Ohnisková vzdialenosť prvej šošovky má väčší modul ako druhá.
4) Obraz objektu vytvorený oboma šošovkami je vždy rovný.
5) Obraz objektu vytvorený prvou šošovkou je vždy virtuálny obraz a obraz vytvorený druhou šošovkou je virtuálny len vtedy, keď je objekt medzi šošovkou a ohniskom.
Riešenie: Znamienko mínus ukazuje, že prvá šošovka sa rozbieha a druhá sa zbieha, preto je obraz objektu vytvorený prvou šošovkou vždy virtuálnym obrazom a obraz vytvorený druhou šošovkou je virtuálny iba vtedy, keď je objekt medzi objektív a ohnisko. Ohnisková vzdialenosť prvej šošovky je v absolútnej hodnote väčšia ako ohnisková vzdialenosť druhej šošovky. Zo vzorca pre optickú silu šošovky F \u003d 1 / D, potom F 1 \u003d 0,2 m. F 2 \u003d 0,125 m.
odpoveď: 35
Úloha Oge vo fyzike fipi: V ktorom bode sa bude nachádzať obraz bodového zdroja S vytvorený zbiehavou šošovkou s ohniskovou vzdialenosťou F?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Riešenie:

odpoveď: 1
Úloha Oge vo fyzike fipi: Môže bikonvexná šošovka rozptýliť lúč rovnobežných lúčov? Vysvetlite odpoveď.
Riešenie: Možno, ak je index lomu prostredia väčší ako index lomu šošovky.
Úloha Oge vo fyzike fipi: Obrázok ukazuje tenkú divergenciu šošovky a tri objekty: A, B a C, umiestnené na optickej osi šošovky. Obraz akého objektu (objektov) v šošovke, ktorej ohnisková vzdialenosť F bude zmenšená, priama a imaginárna?

1) len A
2) len B
3) len B
4) všetky tri položky
Riešenie: Tenká rozptylová šošovka vždy poskytuje zmenšený, priamy a virtuálny obraz v akejkoľvek polohe objektu.
odpoveď: 4
Úloha Oge vo fyzike (fipi): Objekt medzi ohniskovou vzdialenosťou a dvojitou ohniskovou vzdialenosťou šošovky sa posunie bližšie k dvojitej ohniskovej vzdialenosti šošovky. Vytvorte súlad medzi fyzikálnymi veličinami a ich možnými zmenami, keď sa objekt priblíži k dvojitému ohnisku šošovky.
Pre každú hodnotu určite vhodný charakter zmeny:
1) zvyšuje
2) klesá
3) sa nemení
Zapíšte do tabuľky vybrané čísla pod príslušné písmená. Čísla v odpovedi sa môžu opakovať.
Riešenie: Ak je objekt medzi ohniskom a dvojitým ohniskom, potom sa jeho obraz zväčší a nachádza sa za dvojitým ohniskom, pri priblížení k dvojitému ohnisku sa rozmery zmenšia a obraz sa priblíži k objektívu, pretože ak je telo v dvojnásobnú ohniskovú vzdialenosť, potom je obraz rovný sám sebe a nachádza sa na duálnom ohnisku.
odpoveď: 22
Úloha demo verzie OGE 2019: Na obrázku sú tri objekty: A, B a C. Obraz ktorého predmetu (predmetov) v tenkej zbiehavej šošovke, ktorej ohnisková vzdialenosť je F, bude zmenšený, prevrátený a skutočný?

1) len A
2) len B
3) len B
4) všetky tri položky
Riešenie: Obraz bude zmenšený, prevrátený a skutočný, ak je objekt za dvojitým ohniskom d>2F (pozri teóriu vyššie). Objekt A je za dvojitým zaostrením.

Zbiehavá šošovka je optický systém, ktorý je druhom sploštenej gule, v ktorej je hrúbka okrajov menšia ako optický stred. Pre správnu konštrukciu obrazu v zbiehavke je potrebné vziať do úvahy niekoľko dôležitých bodov, ktoré budú hrať kľúčovú úlohu ako pri konštrukcii, tak aj vo výslednom obraze objektu. Mnoho moderných zariadení pracuje na týchto jednoduchých princípoch, využívajúc vlastnosti zbiehajúcej šošovky a geometriu vytvárania obrazu objektu.

Toto slovo sa objavilo v 20. storočí a pochádza z latinčiny. Určené sklo s konvexným alebo konkávnym stredom. Po krátkom čase sa začal aktívne používať vo fyzike a získal svoju masovú distribúciu pomocou vedy a nástrojov, ktoré boli vyrobené na jej základe. Schéma spojovacej šošovky Ide o systém dvoch na okrajoch sploštených hemisfér, ktoré sú vzájomne prepojené plochou stranou a majú rovnaký stred.

Ohniskový bod zbiehajúcej sa šošovky je miesto, kde sa pretínajú všetky prechádzajúce svetelné lúče. Tento bod je pri stavbe veľmi dôležitý.

Ohnisková vzdialenosť konvergentnej šošovky nie je nič iné ako segment od akceptovaného stredu šošovky po ohnisko.

Vzhľadom na to, kde presne na optickej osi bude stavaný objekt umiestnený, je možné získať niekoľko typických možností. Prvá vec, ktorú treba zvážiť, je, keď je objekt priamo zaostrený. V tomto prípade jednoducho nebude možné vytvoriť obraz, pretože lúče budú navzájom paralelné. Preto je nemožné nájsť riešenie. Ide o akúsi anomáliu v konštrukcii obrazu objektu, ktorá je odôvodnená geometriou.

Zobrazovanie tenkou zbiehavou šošovkou nie je ťažké, ak použijete správny prístup a algoritmus, vďaka ktorému môžete získať obraz akéhokoľvek objektu. Na zostrojenie obrazu predmetu stačia dva hlavné body, pomocou ktorých nebude ťažké premietať obraz získaný v dôsledku lomu svetla v spojovacej šošovke. Stojí za zmienku hlavné body počas výstavby, bez ktorých to nebude možné:

• Čiara prechádzajúca stredom šošovky sa považuje za lúč, ktorý pri prechode šošovkou len veľmi málo mení svoj smer.
• Čiara vedená rovnobežne s jej hlavnou optickou osou, ktorá po refrakcii v šošovke prechádza ohnisko konvergentnej šošovky

Upozorňujeme, že informácie o tom, ako sa vypočíta vzorec pre optické šošovky, sú k dispozícii na tejto adrese:.

Konštrukcia obrazu v zbiehavom fotoobjektíve

Nižšie sú uvedené fotografie na tému článku "Vybudovanie obrazu v zbiehavom objektíve." Pre otvorenie fotogalérie stačí kliknúť na miniatúru obrázka.

URČENIE OHNISKOVEJ DĹŽKY

KONVERZOVANÉ A DIVERZÁLNE ŠOŠOVKY

Elementárna teória tenkých šošoviek vedie k jednoduchým vzťahom medzi ohniskovou vzdialenosťou tenkej šošovky na jednej strane a vzdialenosťou od šošovky k objektu a k jeho obrazu na strane druhej.

Jednoduchý je vzťah medzi rozmermi predmetu, jeho obrazom daným šošovkou a ich vzdialenosťami od šošovky. Pri experimentálnom stanovení týchto veličín nie je ťažké vypočítať ohniskovú vzdialenosť tenkej šošovky z vyššie uvedených vzťahov s presnosťou, ktorá je pre väčšinu prípadov úplne postačujúca.

Cvičenie 1

Určenie ohniskovej vzdialenosti konvergujúcej šošovky

Na vodorovnej optickej lavici je možné posúvať na posúvačoch tieto zariadenia: mat obrazovke s mierkou šošovka , položka (výrez v tvare písmena F), iluminátor . Všetky tieto zariadenia sú inštalované tak, že ich stredy ležia v rovnakej výške, roviny obrazoviek sú kolmé na dĺžku optickej lavice a os šošovky je s ňou rovnobežná. Vzdialenosti medzi zariadeniami sa merajú pozdĺž ľavého okraja posúvača na stupnici pravítka umiestneného pozdĺž lavice.

Ohnisková vzdialenosť konvergovanej šošovky sa určuje nasledujúcimi spôsobmi.

Metóda 1. Určenie ohniskovej vzdialenosti podľa vzdialenosti objektu

a jeho obrázky z objektívu.

Ak sú označené písmenami A A b vzdialenosť objektu a jeho obraz od šošovky, potom je ohnisková vzdialenosť šošovky vyjadrená vzorcom

alebo ; (1)

(tento vzorec je platný len vtedy, keď je hrúbka šošovky malá v porovnaní s a A b).

merania . Po umiestnení obrazovky do dostatočne veľkej vzdialenosti od objektu vložte medzi ne šošovku a posúvajte ju, kým sa na obrazovke nezíska jasný obraz objektu (písm. F). Po spočítaní polohy šošovky, obrazovky a predmetu na pravítku umiestnenom pozdĺž lavice posuňte posúvač s obrazovkou do inej polohy a znova spočítajte zodpovedajúcu polohu šošovky a všetkých zariadení na lavici.

Kvôli nepresnosti vizuálneho posúdenia ostrosti obrazu sa odporúča opakovať merania aspoň päťkrát. Okrem toho je pri tejto metóde užitočné vykonávať časť meraní so zväčšeným a časť so zmenšeným obrazom objektu. Z každého jednotlivého merania vypočítajte pomocou vzorca (1) ohniskovú vzdialenosť a zo získaných výsledkov nájdite jej aritmetický priemer.

Metóda 2. Určenie ohniskovej vzdialenosti podľa veľkosti objektu a

jeho obrazom a vzdialenosťou šošovky od šošovky.

Označme veľkosť objektu cez l. Veľkosť jeho obrazu cez L a ich vzdialenosť od šošovky (respektíve) cez a A b. Tieto veličiny sú vzájomne prepojené známym vzťahom

.

Určenie odtiaľto b(vzdialenosť objektu od šošovky) a jeho dosadením do vzorca (1), je ľahké získať výraz pre f cez tieto tri hodnoty:

. (2)

Merania. Šošovka sa umiestni medzi obrazovku a objekt tak, aby sa na obrazovke pomocou mierky získal značne zväčšený a zreteľný obraz objektu, pričom sa počíta poloha šošovky a obrazovky. Pomocou pravítka zmerajte veľkosť obrazu na obrazovke. Rozmery položky " l» v mm sú uvedené na obr.1.

Meraním vzdialenosti od obrazu k šošovke nájdite ohniskovú vzdialenosť k šošovke pomocou vzorca (2).

Zmenou vzdialenosti od objektu k obrazovke sa experiment niekoľkokrát opakuje.

Metóda 3. Určenie ohniskovej vzdialenosti podľa rozsahu pohybu šošovky

Ak je vzdialenosť od objektu k obrázku, ktorú označujeme A, viac 4 f, potom budú vždy dve polohy šošovky, pri ktorých sa získa jasný obraz objektu na obrazovke: v jednom prípade zmenšený, v druhom zväčšený (obr. 2).

Je ľahké vidieť, že v tomto prípade budú obe polohy šošovky symetrické vzhľadom na stred vzdialenosti medzi objektom a obrázkom. Pomocou rovnice (1) môžeme totiž písať pre prvú polohu šošovky (obr. 2).

;

pre druhú pozíciu

.

Zistíme, že porovnáme správne časti týchto rovníc

.

Nahradením tohto výrazu za x do ( A - e - X ) , to ľahko zistíme

;

to znamená, že obe polohy šošovky sú skutočne v rovnakej vzdialenosti od objektu a obrazu, a preto sú symetrické okolo stredu vzdialenosti medzi objektom a obrazom.

Ak chcete získať vyjadrenie ohniskovej vzdialenosti, zvážte jednu z polôh šošovky, napríklad prvú. Pre neho je vzdialenosť od objektu k objektívu

.

A vzdialenosť od objektívu k obrázku

.

Dosadením týchto veličín do vzorca (1) nájdeme

. (3)

Táto metóda je v zásade najvšeobecnejšia a vhodná pre hrubé aj tenké šošovky. Skutočne, keď sme v predchádzajúcich prípadoch použili množstvá A A b, potom sme mysleli segmenty merané do stredu šošovky. V skutočnosti mali byť tieto veličiny merané z príslušných hlavných rovín šošovky. Pri opísanej metóde je táto chyba odstránená vďaka tomu, že nemeria vzdialenosť od šošovky, ale len veľkosť jej posunutia.

Merania. Inštalácia obrazovky vo väčšej vzdialenosti 4 f z predmetu (približná hodnota f sú prevzaté z predchádzajúcich experimentov), ​​umiestni sa medzi ne šošovka a jej pohybom dosiahnu jasný obraz objektu na obrazovke, napríklad zväčšený. Po spočítaní zodpovedajúcej polohy šošovky na stupnici ju posuňte na stranu a znova ju nainštalujte. Tieto merania sa vykonávajú päťkrát.

Pohybom šošovky dosiahnu druhý zreteľný obraz objektu – zmenšený a opäť počítajú polohu šošovky na stupnici. Merania sa opakujú päťkrát.

Meraním vzdialenosti A medzi obrazovkou a objektom, ako aj priemerná hodnota pohybov e, vypočítajte ohniskovú vzdialenosť šošovky podľa vzorca (3).

Cvičenie 2

Stanovenie ohniskovej vzdialenosti divergencie šošovky

Divergujúce a zbiehavé šošovky upevnené na posúvačoch, matnej obrazovke a osvetlenom objekte sa umiestnia pozdĺž optickej lavice a nastavia sa podľa rovnakých pravidiel ako v cvičení 1.

Ohnisková vzdialenosť divergentnej šošovky sa meria nasledujúcim spôsobom. Ak je na dráhe lúčov vystupujúcich z bodu A a zbiehajúce sa v bode D po refrakcii v zbiehavej šošovke IN(obr. 3), umiestnite rozptylovú šošovku tak, aby bola vzdialenosť S D bola menšia ako jeho ohnisková vzdialenosť, teda obraz bodu A sa vzďaľuje od šošovky B. Nech sa napríklad posunie do bodu E. Na základe optického princípu reciprocity môžeme teraz mentálne zvážiť lúče svetla šíriace sa z bodu E obrátené. Potom bude bod pomyselným obrazom bodu E po prechode lúčov cez rozbiehavú šošovku S.

Označenie vzdialenosti EÚ list A , D S- cez b a všímať si to f A b majú záporné znamienka, dostaneme podľa vzorca (1)

, t.j. . (4)

Merania. Na optickej lavici (podľa obr. 3) sa umiestni osvetlený predmet (F), zbiehavá šošovka, divergencia, divergencia a matná clona. Polohy matnej obrazovky a rozptylovej šošovky je možné zvoliť ľubovoľne, ale vhodnejšie je umiestniť ich do bodov, ktorých súradnice sú násobkom 10.

Takže vzdialenosť A je definovaný ako rozdiel medzi súradnicami bodov E A S(súradnica bodu S zapísať). Potom, bez toho, aby ste sa dotkli obrazovky a rozptylovej šošovky, sa spojovacia šošovka pohybuje, kým sa na obrazovke nezíska jasný obraz objektu (presnosť experimentálneho výsledku veľmi závisí od stupňa jasnosti obrazu).

Potom sa divergujúca šošovka odstráni a tienidlo sa presunie na zbiehavú šošovku a opäť sa získa jasný obraz objektu. Nová poloha obrazovky určí súradnicu bodu D .

Je zrejmé, že rozdiel v súradniciach bodov S A D určí vzdialenosť b, čo umožní použiť vzorec (4) na výpočet ohniskovej vzdialenosti rozptylovej šošovky.

Takéto merania sa vykonávajú najmenej päťkrát, zakaždým, keď sa vyberie nová poloha obrazovky a rozbiehajúcej sa šošovky.

Poznámka. Analýza výpočtového vzorca

ľahko prídeme na to, že presnosť určenia ohniskovej vzdialenosti veľmi závisí od toho, ako veľmi sa segmenty líšia b A A. Je zrejmé, že pri A blízko b najmenšia chyba v ich meraní môže značne skresliť výsledok.

Pozrime sa teraz na ďalší prípad veľkého praktického významu. Väčšina šošoviek, ktoré používame, nemá jedno, ale dve rozhrania. K čomu to vedie? Nech existuje sklenená šošovka ohraničená plochami s rôznym zakrivením (obr. 27.5). Zvážte problém zaostrenia lúča svetla z bodu O do bodu O'. Ako to spraviť? Najprv použijeme vzorec (27.3) pre prvý povrch, pričom zabudneme na druhý povrch. To nám umožní zistiť, že svetlo vyžarované v bode O sa bude javiť ako zbiehavé alebo divergujúce (v závislosti od znamienka ohniskovej vzdialenosti) z nejakého iného bodu, povedzme O'. Teraz vyriešime druhú časť problému. Medzi sklom a vzduchom je ďalší povrch a lúče sa k nemu približujú a zbiehajú sa do bodu O'. Kde sa naozaj stretávajú? Použime opäť rovnaký vzorec! Zistili sme, že sa zbiehajú k bodu O. Týmto spôsobom je možné v prípade potreby prejsť cez 75 povrchov, pričom sa postupne aplikuje rovnaký vzorec a prechádza z jedného povrchu na druhý!

Existujú ešte zložitejšie vzorce, ktoré nám môžu pomôcť v tých vzácnych prípadoch nášho života, keď z nejakého dôvodu potrebujeme sledovať cestu svetla cez päť povrchov. Ak však naozaj potrebujete, je lepšie prejsť päť povrchov za sebou, ako sa učiť naspamäť kopu vzorcov, pretože sa môže stať, že sa s povrchmi vôbec nemusíme motať!

Princíp výpočtu je v každom prípade nasledovný: pri prechode cez jeden povrch nájdeme novú polohu, nový zaostrovací bod a považujeme ho za zdroj pre ďalší

povrchy atď. Často v systémoch existuje niekoľko typov skla s rôznymi indikátormi n 1, n 2, ...; preto na konkrétne riešenie úlohy potrebujeme zovšeobecniť vzorec (27.3) na prípad dvoch rôznych exponentov n 1 , n 2 . Je ľahké ukázať, že zovšeobecnená rovnica (27.3) má tvar

Prípad je obzvlášť jednoduchý, keď sú povrchy blízko seba a chyby spôsobené konečnou hrúbkou je možné zanedbať. Zvážte šošovku znázornenú na obr. 27.6 a položíme si nasledujúcu otázku: aké podmienky musí šošovka spĺňať, aby lúč z O bol zaostrený do O'? Nechajte svetlo prechádzať presne cez okraj šošovky v bode P. Potom (pri prechodnom zanedbaní hrúbky šošovky T s indexom lomu n 2) bude prekročený čas na ceste ORO' rovný (n 1 h 2 / 2s) + (n 1 h2/2s'). Aby sa vyrovnal čas cesty OPO' a čas po priamej dráhe, šošovka musí mať v strede takú hrúbku T, aby oneskorila svetlo na požadovaný čas. Preto hrúbka šošovky T musí vyhovovať vzťahu

T je tiež možné vyjadriť pomocou polomerov oboch plôch R1 a R2. Ak vezmeme do úvahy podmienku 3 (uvedenú na str. 27), zistíme pre prípad R 1< R 2 (выпуклая линза)

Odtiaľto sa konečne dostávame

Všimnite si, ako predtým, keď je jeden bod v nekonečne, druhý bude umiestnený vo vzdialenosti, ktorú nazývame ohnisková vzdialenosť f. Hodnota f je určená rovnosťou

kde n \u003d n 2 / n 1.

V opačnom prípade, keď s ide do nekonečna, s' skončí na ohniskovej vzdialenosti f'. Pre náš objektív sú ohniskové vzdialenosti rovnaké. (Tu sa stretávame s ďalším špeciálnym prípadom všeobecného pravidla, podľa ktorého sa pomer ohniskových vzdialeností rovná pomeru indexov lomu dvoch prostredí, kde sú lúče zaostrené. Pre našu optickú sústavu sú oba indikátory rovnaké , a preto sú ohniskové vzdialenosti rovnaké.)

Zabudnime na chvíľu na vzorec pre ohniskovú vzdialenosť. vzdialenostiach. Ak ste si kúpili šošovku s neznámymi polomermi zakrivenia a nejakým druhom indexu lomu, potom možno ohniskovú vzdialenosť jednoducho zmerať zaostrením lúčov prichádzajúcich zo vzdialeného zdroja. Keď poznáme f, je pohodlnejšie okamžite prepísať náš vzorec z hľadiska ohniskovej vzdialenosti

Pozrime sa teraz, ako tento vzorec funguje a čo z neho v rôznych prípadoch vychádza. Po prvé, ak je jedna zo vzdialeností s a s nekonečná, druhá sa rovná f. Táto podmienka znamená, že paralelný lúč svetla je zaostrený na vzdialenosť f a možno ho v praxi použiť na určenie f. Zaujímavé je aj to, že oba body sa pohybujú rovnakým smerom. Ak jeden ide doprava, druhý sa pohne rovnakým smerom. A nakoniec, ak sú s a s' rovnaké, potom sa každé z nich rovná 2f.

Vývoj lekcie (poznámky k lekcii)

Linka UMK A. V. Peryshkin. Fyzika (7-9)

Pozor! Stránka správy stránok nezodpovedá za obsah metodického vývoja, ako aj za súlad s vývojom federálneho štátneho vzdelávacieho štandardu.

Ciele lekcie:

• zistiť, čo je šošovka, zaradiť ich, zaviesť pojmy: ohnisko, ohnisková vzdialenosť, optická mohutnosť, lineárne zväčšenie;
• naďalej rozvíjať zručnosti na riešenie problémov na danú tému.

Počas vyučovania

S radosťou pred tebou spievam chvály
Nie drahé kamene, ani zlato, ale SKLO.

M.V. Lomonosov

V rámci tejto témy si pripomenieme, čo je šošovka; zvážiť všeobecné princípy zobrazovania v tenkej šošovke a tiež odvodiť vzorec pre tenkú šošovku.

Predtým sme sa zoznámili s lomom svetla a odvodili sme aj zákon lomu svetla.

Kontrola domácich úloh

1) prieskum § 65

2) frontálny prieskum (pozri prezentáciu)

1. Ktorý z obrázkov správne znázorňuje priebeh lúča prechádzajúceho sklenenou doskou vo vzduchu?

2. Na ktorom z nasledujúcich obrázkov je správne zostrojený obraz vo vertikálne umiestnenom plochom zrkadle?

3. Lúč svetla prechádza zo skla do vzduchu a láme sa na rozhraní medzi dvoma médiami. Ktorý zo smerov 1-4 zodpovedá lomu?

4. Mačiatko beží smerom k plochému zrkadlu rýchlosťou V= 0,3 m/s. Samotné zrkadlo sa pohybuje od mačiatka rýchlosťou u= 0,05 m/s. Akou rýchlosťou sa mačiatko približuje k svojmu obrazu v zrkadle?

Učenie sa nového materiálu

Vo všeobecnosti slovo šošovka- Toto je latinské slovo, ktoré sa prekladá ako šošovica. Šošovica je rastlina, ktorej plody sú veľmi podobné hrachu, hrach však nie je guľatý, ale má vzhľad koláčikov. Preto sa všetky okrúhle okuliare s takýmto tvarom začali nazývať šošovky.

Prvú zmienku o šošovkách možno nájsť v starogréckej hre „Oblaky“ od Aristofana (424 pnl.), kde sa oheň vyrábal pomocou vypuklého skla a slnečného svetla. A vek najstaršej z objavených šošoviek je viac ako 3000 rokov. Tento tzv šošovka Nimrud. Bol nájdený počas vykopávok jedného zo starovekých hlavných miest Asýrie v Nimrude Austinom Henrym Layardom v roku 1853. Šošovka má tvar blízky oválu, hrubo leštená, jedna zo strán je vypuklá a druhá plochá. V súčasnosti je uložený v Britskom múzeu - hlavnom historickom a archeologickom múzeu vo Veľkej Británii.

Objektív Nimrud

Takže v modernom zmysle, šošovky sú priehľadné telesá ohraničené dvoma guľovými plochami . (napíš do zošita) Najčastejšie sa používajú sférické šošovky, pri ktorých sú ohraničujúce plochy gule alebo guľa a rovina. V závislosti od relatívneho umiestnenia guľových plôch alebo gúľ a rovín existujú konvexné A konkávne šošovky. (Deti sa pozerajú na šošovky zo sady Optika)

Vo svojom poradí konvexné šošovky sú rozdelené do troch typov- ploché konvexné, bikonvexné a konkávne konvexné; A konkávne šošovky sú klasifikované do plocho-konkávne, bikonkávne a konvexno-konkávne.

(zapíšte si)

Akákoľvek konvexná šošovka môže byť reprezentovaná ako kombinácia planparalelnej sklenenej dosky v strede šošovky a zrezaných hranolov rozširujúcich sa smerom k stredu šošovky a konkávna šošovka môže byť reprezentovaná ako kombinácia planparalelnej sklenenej dosky. v strede šošovky a zrezané hranoly rozširujúce sa smerom k okrajom.

Je známe, že ak je hranol vyrobený z materiálu, ktorý je opticky hustejší ako prostredie, potom bude vychyľovať lúč smerom k svojej základni. Preto paralelný lúč svetla po lomu v konvexnej šošovke sa stáva konvergentnou(tieto sa nazývajú zhromažďovanie), A v konkávnej šošovke naopak, paralelný lúč svetla po lomu sa stáva divergentným(preto sa takéto šošovky nazývajú rozptyl).

Pre jednoduchosť a pohodlie budeme uvažovať o šošovkách, ktorých hrúbka je zanedbateľná v porovnaní s polomermi guľových plôch. Takéto šošovky sú tzv tenké šošovky. A v budúcnosti, keď hovoríme o šošovke, vždy budeme rozumieť tenkej šošovke.

Na symbolizáciu tenkých šošoviek sa používa nasledujúca technika: ak šošovka zhromažďovanie, potom je označená priamkou so šípkami na koncoch smerujúcich od stredu šošovky, a ak šošovka rozptyl, potom sú šípky nasmerované do stredu šošovky.

Bežné označenie zbiehajúcej šošovky

Bežné označenie divergencie šošovky

(zapíšte si)

Optický stred šošovky je bod, cez ktorý sa lúče nelomia.

Akákoľvek priamka prechádzajúca optickým stredom šošovky sa nazýva optická os.

Optická os, ktorá prechádza stredmi guľových plôch, ktoré ohraničujú šošovku, sa nazýva hlavná optická os.

Bod, v ktorom sa pretínajú lúče dopadajúce na šošovku rovnobežne s jej hlavnou optickou osou (alebo ich pokračovanie), sa nazýva tzv. hlavné ohnisko objektívu. Malo by sa pamätať na to, že akýkoľvek objektív má dve hlavné ohniská - predné a zadné, pretože. láme svetlo dopadajúce naň z dvoch strán. A obe tieto ohniská sú umiestnené symetricky vzhľadom na optický stred šošovky.

zbiehavú šošovku

(kresliť)

divergujúca šošovka

(kresliť)

Vzdialenosť od optického stredu šošovky k jej hlavnému ohnisku sa nazýva ohnisková vzdialenosť.

ohnisková rovina je rovina kolmá na hlavnú optickú os šošovky, prechádzajúca jej hlavným ohniskom.
Hodnota rovnajúca sa recipročnej ohniskovej vzdialenosti šošovky vyjadrená v metroch sa nazýva optická sila šošovky. Označuje sa veľkým písmenom D a merané v dioptrie(skrátene dioptrie).

(záznam)

Prvýkrát vzorec tenkých šošoviek, ktorý sme získali, odvodil Johannes Kepler v roku 1604. Študoval lom svetla pri malých uhloch dopadu v šošovkách rôznych konfigurácií.

Lineárne zväčšenie šošovky je pomer lineárnej veľkosti obrazu k lineárnej veľkosti objektu. Označuje sa veľkým gréckym písmenom G.

Riešenie problémov(pri tabuli) :

• Str 165 cvičenie 33 (1.2)
• Sviečka je umiestnená vo vzdialenosti 8 cm od zbiehajúcej šošovky, ktorej optická sila je 10 dioptrií. V akej vzdialenosti od objektívu sa získa obraz a ako bude vyzerať?
• V akej vzdialenosti od šošovky s ohniskovou vzdialenosťou 12 cm treba umiestniť predmet, aby jeho skutočný obraz bol trikrát väčší ako samotný predmet?

Doma: §§ 66 č.1584, 1612-1615 (Lukašíkova zbierka)