Mga lente ay tinatawag na mga transparent na katawan na nakatali sa magkabilang panig ng mga spherical na ibabaw.

Mayroong dalawang uri ng lens: convex (converging) o concave (diffusing). Sa isang matambok na lens, ang gitna ay mas makapal kaysa sa mga gilid, sa isang malukong lens, sa kabaligtaran, ang gitna ay mas payat kaysa sa mga gilid.
Ang axis na dumadaan sa gitna ng lens, patayo sa lens, ay tinatawag na pangunahing optical axis.


Ang mga sinag na naglalakbay na kahanay sa pangunahing optical axis ay na-refracted kapag dumadaan sa lens at kinokolekta sa isang punto, na tinatawag na focal point ng lens o simpleng focus ng lens (para sa isang converging lens). Sa kaso ng isang diverging lens, ang mga ray na naglalakbay parallel sa pangunahing optical axis ay nakakalat at naghihiwalay palayo sa axis, ngunit ang mga extension ng mga ray na ito ay nagsalubong sa isang punto, na tinatawag na point of imaginary focus.


Ang OF ay ang focal length ng lens (OF=F ay simpleng tinutukoy ng letrang F).
Ang optical power ng isang lens ay ang reciprocal ng focal length nito. , sinusukat sa diopters [dptr].
Halimbawa, kung ang focal length ng lens ay 20 cm (F=20cm=0.2m), kung gayon ang kapangyarihang optical D=1/F=1/0.2=5 diopters
Upang bumuo ng isang imahe gamit ang isang lens, ang mga sumusunod na patakaran ay ginagamit:
- ang sinag na dumadaan sa gitna ng lens ay hindi na-refracted;
- Ang isang sinag na tumatakbo parallel sa pangunahing optical axis ay magre-refract sa pamamagitan ng focal point;
- ang beam na dumadaan sa focus point pagkatapos ng repraksyon ay magiging parallel sa pangunahing optical axis;

Isaalang-alang ang mga klasikal na kaso: a) ang object AB ay nasa likod ng double focus d>2F.


larawan: tunay, binawasan, baligtad.

larawan: haka-haka, binawasan, direkta.

B) ang object AB ay nasa pagitan ng focus at double focus F

larawan: tunay, pinalaki, baligtad.

C) ang bagay na AB ay nasa pagitan ng lens at ng focus d

larawan: haka-haka, pinalaki, direkta.

larawan: haka-haka, binawasan, direkta.

D) ang paksang AB ay nasa double focus d=F


larawan: tunay, pantay, baligtad.

kung saan ang F ay ang focal length ng lens, d ay ang distansya mula sa object sa lens, f ay ang distansya mula sa lens sa imahe.

Г - pagpapalaki ng lens, h - taas ng bagay, H - taas ng imahe.

OGE assignment sa physics: Sa tulong ng isang converging lens, ang isang virtual na imahe ng bagay ay nakuha. Ang bagay ay nasa layo mula sa lens
1) mas maliit na focal length
2) katumbas ng focal length
3)mas mahabang double focal length
4)mas malaking focal length at mas maliit na double focal length
Solusyon: Ang isang virtual na imahe ng isang bagay gamit ang isang converging lens ay maaari lamang makuha kapag ang bagay ay matatagpuan sa layo na mas mababa kaysa sa focal length na may kinalaman sa lens. (tingnan ang larawan sa itaas)
Sagot: 1
Oge assignment sa fipi physics: Ang figure ay nagpapakita ng kurso ng isang sinag na insidente sa isang manipis na lens na may focal length F. Ang putol-putol na linya ay tumutugma sa kurso ng sinag na dumadaan sa lens


Solusyon: Ang beam 1 ay dumadaan sa pokus, na nangangahulugan na bago ito naging parallel sa pangunahing optical axis, ang beam 3 ay parallel sa pangunahing optical axis, na nangangahulugang bago ito dumaan sa focus ng lens (sa kaliwa ng lens), ang beam 2 ay nasa pagitan nila.
Sagot: 2
Oge assignment sa fipi physics: Ang bagay ay matatagpuan sa layo na katumbas ng F mula sa converging lens. Ano ang magiging imahe ng bagay?
1) direkta, wasto
2) direkta, haka-haka
3) baligtad, totoo
4) walang magiging imahe
Solusyon: ang sinag na dumadaan sa focus point, na tumama sa lens, napupunta parallel sa pangunahing optical axis, imposibleng makakuha ng isang imahe ng isang bagay na matatagpuan sa focus point.
Sagot: 4
Oge assignment sa fipi physics: Ang mag-aaral ay nagsasagawa ng mga eksperimento na may dalawang lente, na nagdidirekta ng isang parallel beam ng liwanag sa kanila. Ang kurso ng mga sinag sa mga eksperimentong ito ay ipinapakita sa mga figure. Ayon sa mga resulta ng mga eksperimentong ito, ang focal length ng lens L 2

1) higit pa sa focal length ng lens L 1
2) mas mababa sa focal length ng lens L 1
3) katumbas ng focal length ng lens L 1
4) ay hindi maaaring maiugnay sa focal length ng lens L 1
Solusyon: pagkatapos dumaan sa lens L 2, ang mga sinag ay magkatulad, samakatuwid ang foci ng dalawang lens ay nag-tutugma, makikita mula sa figure na ang focal length ng lens L2 ay mas mababa kaysa sa focal length ng lens L 1
Sagot: 2
Oge assignment sa fipi physics: Ang figure ay nagpapakita ng isang bagay S at ang imahe nito S′, nakuha gamit ang

1) isang manipis na converging lens na matatagpuan sa pagitan ng bagay at ng imahe nito
2) isang manipis na diverging lens, na matatagpuan sa kaliwa ng imahe
3) isang manipis na converging lens, na matatagpuan sa kanan ng paksa
4) isang manipis na diverging lens na matatagpuan sa pagitan ng bagay at ng imahe nito
Solusyon: sa pamamagitan ng pagkonekta sa bagay na S at sa imahe nito na S′, makikita natin kung nasaan ang sentro ng lens, dahil ang imaheng S′ ay mas mataas kaysa sa bagay na S, kung gayon ang imahe ay pinalaki. Ang converging lens ay nagbibigay ng pinalaki na imahe ng S'. (tingnan sa itaas sa teorya)
Sagot: 3
Oge assignment sa fipi physics: Ang bagay ay nasa layo na mas mababa sa 2F at mas malaki sa F mula sa converging lens. Kung ikukumpara sa laki ng bagay, ano ang magiging sukat ng imahe?
1) mas maliit
2) pareho
3) malaki
4) walang magiging imahe
Solusyon: Tingnan ang point b sa itaas) ang subject AB ay nasa pagitan ng focus at double focus.
Sagot: 3
Oge assignment sa fipi physics: Pagkatapos na dumaan sa optical device, na sakop sa figure ng isang screen, ang landas ng ray 1 at 2 ay nagbago ng 1" at 2", ayon sa pagkakabanggit. Sa likod ng screen ay

1) converging lens
2) diverging lens
3) patag na salamin
4) plane-parallel glass plate
Solusyon: ang mga sinag, pagkatapos na dumaan sa optical device, ay naghihiwalay, at ito ay posible lamang pagkatapos na ang mga sinag ay dumaan sa isang diverging lens.
Sagot: 2
Oge assignment sa fipi physics: Ipinapakita ng figure ang optical axis OO 1 ng isang manipis na lens, ang object A at ang imahe nito A 1, pati na rin ang landas ng dalawang ray na kasangkot sa pagbuo ng imahe.

Ayon sa figure, ang focus ng lens ay nasa punto
1) 1, at ang lens ay nagtatagpo
2) 2, at ang lens ay nagtatagpo
3) 1, at ang lens ay divergent
4) 2, at ang lens ay divergent
Solusyon: ang isang sinag na naglalakbay parallel sa pangunahing optical axis, pagkatapos na dumaan sa lens, ay na-refracted at dumadaan sa focal point. Ipinapakita ng figure na ito ay point 2 at ang lens ay nagtatagpo.
Sagot: 2
Oge assignment sa fipi physics: Inimbestigahan ng mag-aaral ang likas na katangian ng imahe ng isang bagay sa dalawang salamin na lente: ang optical power ng isang lens D 1 = -5 diopters, ang isa D 2 = 8 diopters - at gumawa ng ilang mga konklusyon. Mula sa mga konklusyon sa ibaba, piliin ang dalawang tama at isulat ang kanilang mga numero.
1) Ang parehong mga lente ay nagtatagpo.
2) Ang radius ng curvature ng spherical surface ng unang lens ay katumbas ng radius ng curvature ng spherical surface ng pangalawang lens.
3) Ang focal length ng unang lens ay mas malaki sa modulus kaysa sa pangalawa.
4) Ang imahe ng isang bagay na nilikha ng parehong mga lente ay palaging tuwid.
5) Ang imahe ng bagay na nilikha ng unang lens ay palaging isang virtual na imahe, at ang imahe na nilikha ng pangalawang lens ay virtual lamang kapag ang bagay ay nasa pagitan ng lens at ang focus.
Solusyon: Ang minus sign ay nagpapakita na ang unang lens ay diverging, at ang pangalawa ay nagtatagpo, samakatuwid ang imahe ng bagay na nilikha ng unang lens ay palaging isang virtual na imahe, at ang imahe na nilikha ng pangalawang lens ay virtual lamang kapag ang bagay ay nasa pagitan. ang lens at ang focus. Ang focal length ng unang lens ay mas malaki sa absolute value kaysa sa focal length ng pangalawang lens. Mula sa formula para sa optical power ng lens F \u003d 1 / D, pagkatapos ay F 1 \u003d 0.2 m. F 2 \u003d 0.125 m.
Sagot: 35
Oge assignment sa fipi physics: Saang punto makikita ang imahe ng isang point source S na nilikha ng isang converging lens na may focal length F?

1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Solusyon:

Sagot: 1
Oge assignment sa fipi physics: Maaari bang magkalat ang isang biconvex lens ng isang sinag ng parallel rays? Ipaliwanag ang sagot.
Solusyon: Siguro kung mas malaki ang refractive index ng environment kaysa sa refractive index ng lens.
Oge assignment sa fipi physics: Ang figure ay nagpapakita ng manipis na diverging lens at tatlong bagay: A, B at C, na matatagpuan sa optical axis ng lens. Ang imahe ng anong (mga) bagay sa isang lens na ang focal length F ay mababawasan, direkta at haka-haka?

1) lamang A
2) lamang B
3) lamang B
4) lahat ng tatlong bagay
Solusyon: Ang isang manipis na diverging lens, palaging nagbibigay ng pinababa, direkta at virtual na imahe, sa anumang posisyon ng paksa.
Sagot: 4
Oge assignment sa physics (fipi): Ang isang bagay sa pagitan ng focal length at double focal length ng lens ay inilipat palapit sa double focal length ng lens. Magtatag ng isang sulat sa pagitan ng mga pisikal na dami at ang kanilang mga posibleng pagbabago kapag ang isang bagay ay lumalapit sa dobleng pokus ng lens.
Para sa bawat halaga, tukuyin ang naaangkop na katangian ng pagbabago:
1) tumataas
2) bumababa
3) hindi nagbabago
Isulat sa talahanayan ang mga napiling numero sa ilalim ng kaukulang mga titik. Maaaring ulitin ang mga numero sa sagot.
Solusyon: Kung ang bagay ay nasa pagitan ng focus at double focus, kung gayon ang imahe nito ay pinalaki at matatagpuan sa likod ng double focus, kapag papalapit sa double focus, ang mga sukat ay bababa at ang imahe ay lalapit sa lens, dahil kung ang katawan ay nasa i-double ang focal length, pagkatapos ay ang imahe ay katumbas ng sarili nito at matatagpuan sa dual focus.
Sagot: 22
Ang gawain ng demo na bersyon ng OGE 2019: Ang figure ay nagpapakita ng tatlong bagay: A, B at C. Ang imahe ng kung aling (mga) bagay sa isang manipis na converging lens, ang focal length kung saan F, ay mababawasan, baligtad at totoo?

1) lamang A
2) lamang B
3) lamang B
4) lahat ng tatlong bagay
Solusyon: Ang imahe ay mababawasan, baligtad at totoo kung ang bagay ay nasa likod ng double focus d>2F (tingnan ang teorya sa itaas). Nasa likod ng double focus ang Bagay A.

Ang converging lens ay isang optical system, na isang uri ng oblate sphere, kung saan ang kapal ng mga gilid ay mas mababa kaysa sa optical center. Upang maayos na makabuo ng isang imahe sa isang converging lens, maraming mahahalagang punto ang dapat isaalang-alang, na gaganap ng isang mahalagang papel kapwa sa pagtatayo at sa nagresultang imahe ng bagay. Maraming mga modernong aparato ang gumagana sa mga simpleng prinsipyong ito, gamit ang mga katangian ng isang converging lens at ang geometry ng pagbuo ng isang imahe ng isang bagay.

Lumitaw noong ika-20 siglo, ang salita ay nagmula sa Latin. Itinalagang salamin na may convex o concave center. Pagkaraan ng maikling panahon, nagsimula itong aktibong gamitin sa pisika at natanggap ang mass distribution nito sa tulong ng agham at mga instrumento na ginawa batay sa batayan nito. Scheme ng converging lens Ito ay isang sistema ng dalawang hemisphere na pinatag sa mga gilid, na magkakaugnay ng isang patag na gilid at may parehong gitna.

Ang focal point ng isang converging lens ay kung saan nagsa-intersect ang lahat ng dumadaan na light ray. Ang puntong ito ay napakahalaga kapag nagtatayo.

Focal length ng converging lens ay walang iba kundi isang segment mula sa tinatanggap na sentro ng lens hanggang sa focus.

Dahil sa eksakto kung saan sa optical axis ang bagay na itatayo ay matatagpuan, maraming karaniwang mga pagpipilian ang maaaring makuha. Ang unang bagay na dapat isaalang-alang ay kapag ang paksa ay direktang nakatuon. Sa kasong ito, hindi posible na bumuo ng isang imahe, dahil ang mga sinag ay magkakatulad sa bawat isa. Kaya imposibleng makakuha ng solusyon. Ito ay isang uri ng anomalya sa pagbuo ng imahe ng isang bagay, na nabibigyang katwiran ng geometry.

Imaging na may manipis na converging lens ay hindi mahirap kung gagamitin mo ang tamang diskarte at algorithm, salamat sa kung saan maaari kang makakuha ng isang imahe ng anumang bagay. Upang makabuo ng isang imahe ng isang bagay, dalawang pangunahing mga punto ay sapat, gamit kung saan hindi ito magiging mahirap na i-proyekto ang isang imahe na nakuha bilang isang resulta ng light refraction sa isang converging lens. Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna sa mga pangunahing punto sa panahon ng pagtatayo, kung wala ito ay imposibleng gawin:

• Ang isang linya na dumadaan sa gitna ng lens ay itinuturing na isang sinag na napakakaunting nagbabago ng direksyon nito habang dumadaan sa lens.
• Isang linya na iginuhit na kahanay sa pangunahing optical axis nito, na, pagkatapos ng repraksyon sa lens, ay dumadaan sa converging lens focus

Pakitandaan na ang impormasyon sa kung paano kinakalkula ang optical lens formula ay makukuha sa address na ito:.

Pagbuo ng isang imahe sa isang converging photo lens

Nasa ibaba ang mga larawan sa paksa ng artikulong "Pagbuo ng isang imahe sa isang converging lens." Upang buksan ang gallery ng larawan, i-click lamang ang thumbnail ng larawan.

FOCAL LENGTH DETERMINATION

CONVERSING AT DIVERSAL LENSES

Ang elementarya na teorya ng manipis na mga lente ay humahantong sa mga simpleng ugnayan sa pagitan ng focal length ng manipis na lens, sa isang banda, at ang distansya mula sa lens sa bagay at sa imahe nito, sa kabilang banda.

Simple ay ang relasyon sa pagitan ng mga sukat ng bagay, ang imahe nito, na ibinigay ng lens, at ang kanilang mga distansya mula sa lens. Ang pagtukoy sa mga dami na ito sa eksperimento, hindi mahirap kalkulahin ang focal length ng isang manipis na lens mula sa mga relasyon sa itaas na may katumpakan na sapat na para sa karamihan ng mga kaso.

Ehersisyo 1

Pagtukoy sa focal length ng isang converging lens

Sa isang pahalang na optical bench, ang mga sumusunod na device ay maaaring ilipat sa mga slider: matt screen may sukat lente , aytem (cutout sa anyo ng letrang F), iluminador . Ang lahat ng mga aparatong ito ay naka-install upang ang kanilang mga sentro ay nakahiga sa parehong taas, ang mga eroplano ng mga screen ay patayo sa haba ng optical bench, at ang axis ng lens ay parallel dito. Ang mga distansya sa pagitan ng mga aparato ay sinusukat sa kaliwang gilid ng slider sa sukat ng ruler na matatagpuan sa kahabaan ng bangko.

Ang focal length ng isang converging lens ay tinutukoy sa mga sumusunod na paraan.

Paraan 1. Pagpapasiya ng focal length sa pamamagitan ng distansya ng paksa

at ang mga larawan nito mula sa lens.

Kung tinutukoy ng mga titik A At b ang distansya ng bagay at ang imahe nito mula sa lens, pagkatapos ay ang focal length ng huli ay ipinahayag ng formula

o ; (1)

(ang formula na ito ay may bisa lamang kapag ang kapal ng lens ay maliit kumpara sa a At b).

mga sukat . Ang paglalagay ng screen sa isang sapat na malaking distansya mula sa bagay, ilagay ang lens sa pagitan ng mga ito at ilipat ito hanggang sa isang malinaw na imahe ng bagay ay makuha sa screen (sulat F). Matapos mabilang ang posisyon ng lens, screen at object sa ruler na matatagpuan sa kahabaan ng bench, ilipat ang slider na may screen sa isa pang posisyon at muli bilangin ang kaukulang posisyon ng lens at lahat ng device sa bench.

Dahil sa hindi kawastuhan ng visual na pagtatasa ng sharpness ng imahe, inirerekomenda na ulitin ang mga sukat nang hindi bababa sa limang beses. Bilang karagdagan, sa pamamaraang ito ay kapaki-pakinabang na gawin ang bahagi ng mga sukat na may pinalaki, at bahagi na may pinababang imahe ng bagay. Mula sa bawat indibidwal na pagsukat, gamit ang formula (1), kalkulahin ang focal length at mula sa mga resultang nakuha, hanapin ang arithmetic mean nito.

Paraan 2. Pagtukoy sa focal length ayon sa laki ng paksa at

imahe nito, at sa layo ng huli mula sa lens.

Tukuyin natin ang laki ng bagay sa pamamagitan ng l. Ang laki ng imahe nito sa pamamagitan ng L at ang kanilang distansya mula sa lens (ayon sa pagkakabanggit) sa pamamagitan ng a At b. Ang mga dami na ito ay magkakaugnay ng kilalang ugnayan

.

Pagtukoy mula dito b(distansya ng bagay sa lens) at pinapalitan ito sa formula (1), madaling makakuha ng expression para sa f sa pamamagitan ng tatlong halagang ito:

. (2)

Mga sukat. Ang lens ay inilalagay sa pagitan ng screen at ng bagay upang ang isang lubos na pinalaki at natatanging imahe ng bagay ay nakuha sa screen na may sukat, ang posisyon ng lens at ang screen ay binibilang. Gumamit ng ruler para sukatin ang laki ng larawan sa screen. Mga sukat ng item " l» in mm ay ibinibigay sa Fig.1.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng distansya mula sa imahe hanggang sa lens, hanapin ang focal length sa lens gamit ang formula (2).

Sa pamamagitan ng pagbabago ng distansya mula sa bagay patungo sa screen, ang eksperimento ay paulit-ulit nang maraming beses.

Paraan 3. Pagtukoy sa haba ng focal sa pamamagitan ng dami ng paggalaw ng lens

Kung ang distansya mula sa bagay sa imahe, na tinutukoy namin sa pamamagitan ng A, higit pa 4 f, pagkatapos ay palaging mayroong dalawang posisyon ng lens kung saan ang isang malinaw na imahe ng bagay ay nakuha sa screen: sa isang kaso, nabawasan, sa isa pa, pinalaki (Larawan 2).

Madaling makita na sa kasong ito ang parehong mga posisyon ng lens ay magiging simetriko na may paggalang sa gitna ng distansya sa pagitan ng bagay at ng imahe. Sa katunayan, gamit ang equation (1), maaari tayong sumulat para sa unang posisyon ng lens (Larawan 2).

;

para sa pangalawang posisyon

.

Ang pagtutumbas ng mga tamang bahagi ng mga equation na ito, makikita natin

.

Ang pagpapalit ng expression na ito para sa x sa ( A - e - x ) , madali nating mahahanap iyon

;

ibig sabihin, na ang parehong mga posisyon ng lens ay nasa pantay na distansya mula sa bagay at sa imahe, at samakatuwid ay simetriko tungkol sa midpoint ng distansya sa pagitan ng bagay at ng imahe.

Upang makakuha ng expression para sa focal length, isaalang-alang ang isa sa mga posisyon ng lens, halimbawa, ang una. Para sa kanya, ang layo mula sa bagay sa lens

.

At ang distansya mula sa lens hanggang sa imahe

.

Ang pagpapalit ng mga dami na ito sa formula (1), makikita natin

. (3)

Ang pamamaraang ito sa panimula ay ang pinaka-pangkalahatan at angkop para sa parehong makapal at manipis na mga lente. Sa katunayan, kapag sa mga nakaraang kaso ginamit namin ang mga dami A At b, pagkatapos ay ang ibig naming sabihin ay mga segment na sinusukat sa gitna ng lens. Sa katunayan, ang mga dami na ito ay dapat na sinusukat mula sa kaukulang mga pangunahing eroplano ng lens. Sa inilarawan na pamamaraan, ang error na ito ay inalis dahil sa ang katunayan na hindi nito sinusukat ang distansya mula sa lens, ngunit ang magnitude lamang ng pag-aalis nito.

Mga sukat. Pag-install ng screen sa mas malayong distansya 4 f mula sa paksa (tinatayang halaga f ay kinuha mula sa mga nakaraang eksperimento), isang lens ang inilalagay sa pagitan nila at, sa paggalaw nito, nakakamit nila ang isang malinaw na imahe ng bagay sa screen, halimbawa, pinalaki. Matapos mabilang ang kaukulang posisyon ng lens sa sukat, ilipat ito sa gilid at muling i-install ito. Ang mga sukat na ito ay ginawa ng limang beses.

Sa pamamagitan ng paggalaw ng lens, nakakamit nila ang pangalawang natatanging imahe ng bagay - nabawasan, at muling binibilang ang posisyon ng lens sa sukat. Ang mga sukat ay paulit-ulit ng limang beses.

Sa pamamagitan ng pagsukat ng distansya A sa pagitan ng screen at ng bagay, pati na rin ang average na halaga ng mga paggalaw e, kalkulahin ang focal length ng lens sa pamamagitan ng formula (3).

Pagsasanay 2

Pagpapasiya ng focal length ng isang diverging lens

Ang mga diverging at converging lens na naayos sa mga slider, ang matte na screen at ang iluminado na bagay ay inilalagay sa kahabaan ng optical bench at itinatakda ayon sa parehong mga patakaran tulad ng sa ehersisyo 1.

Ang focal length ng isang divergent lens ay sinusukat sa sumusunod na paraan. Kung sa landas ng mga sinag na umuusbong mula sa isang punto A at nagtatagpo sa isang punto D pagkatapos ng repraksyon sa isang converging lens SA(Fig. 3), ilagay ang diverging lens upang ang distansya SA D ay mas mababa kaysa sa focal length nito, pagkatapos ay ang imahe ng punto A lumayo sa lens B. Hayaan, halimbawa, lumipat ito sa punto E. Dahil sa optical na prinsipyo ng reciprocity, maaari na nating isaalang-alang ang mga sinag ng liwanag na dumadaloy mula sa isang punto. E binaligtad. Pagkatapos ang punto ay ang haka-haka na imahe ng punto E pagkatapos na dumaan ang mga sinag sa diverging lens SA.

Tinutukoy ang distansya EU sulat A , D SA- sa pamamagitan ng b at mapansin iyon f At b may mga negatibong palatandaan, nakukuha namin ayon sa formula (1)

, ibig sabihin. . (4)

Mga sukat. Ang isang iluminadong bagay (F), isang converging lens, isang diverging lens, isang diverging lens, at isang matte na screen ay inilalagay sa optical bench (ayon sa Fig. 3). Ang mga posisyon ng matte na screen at ang diverging lens ay maaaring piliin nang basta-basta, ngunit ito ay mas maginhawa upang ilagay ang mga ito sa mga punto na ang mga coordinate ay isang multiple ng 10.

Kaya ang layo A ay tinukoy bilang ang pagkakaiba sa pagitan ng mga coordinate ng mga puntos E At SA(point coordinate SA isulat). Pagkatapos, nang hindi hinahawakan ang screen at ang diverging lens, ang converging lens ay ginagalaw hanggang sa isang malinaw na imahe ng bagay ang makuha sa screen (ang katumpakan ng eksperimental na resulta ay nakasalalay nang husto sa antas ng kalinawan ng imahe).

Pagkatapos nito, ang diverging lens ay tinanggal, at ang screen ay inilipat sa converging lens at muli ang isang malinaw na imahe ng bagay ay nakuha. Ang bagong posisyon ng screen ay tutukoy sa coordinate ng punto D .

Malinaw, ang pagkakaiba sa mga coordinate ng mga puntos SA At D tutukuyin ang distansya b, na magbibigay-daan sa paggamit ng formula (4) upang kalkulahin ang focal length ng diverging lens.

Ang ganitong mga sukat ay ginagawa ng hindi bababa sa limang beses, sa bawat oras na pumipili ng bagong posisyon ng screen at diverging lens.

Tandaan. Pagsusuri sa formula ng pagkalkula

madali nating naiisip na ang katumpakan ng pagtukoy sa haba ng focal ay nakadepende sa kung magkano ang pagkakaiba ng mga segment b At A. Ito ay malinaw na sa A malapit sa b ang pinakamaliit na pagkakamali sa kanilang pagsukat ay maaaring lubos na masira ang resulta.

Isaalang-alang natin ngayon ang isa pang kaso ng malaking praktikal na kahalagahan. Karamihan sa mga lente na ginagamit namin ay walang isa, ngunit dalawang interface. Ano ang humahantong dito? Hayaang magkaroon ng salamin na lens na nakatali sa mga ibabaw na may iba't ibang mga kurbada (Larawan 27.5). Isaalang-alang ang problema ng pagtutok ng isang sinag ng liwanag mula sa puntong O hanggang sa puntong O'. Paano ito gagawin? Una ay gumagamit kami ng formula (27.3) para sa unang ibabaw, nalilimutan ang tungkol sa pangalawang ibabaw. Ito ay magpapahintulot sa amin na itatag na ang liwanag na ibinubuga sa puntong O ay lilitaw na nagtatagpo o diverge (depende sa tanda ng focal length) mula sa ibang punto, sabihin ang O'. Lutasin natin ngayon ang pangalawang bahagi ng problema. May isa pang ibabaw sa pagitan ng salamin at hangin, at ang mga sinag ay lumalapit dito, nagtatagpo sa puntong O'. Saan ba talaga sila nagkikita? Gamitin natin muli ang parehong formula! Nalaman namin na sila ay nagtatagpo sa puntong O. Sa ganitong paraan posible na makapasa, kung kinakailangan, sa pamamagitan ng 75 ibabaw, sunud-sunod na paglalapat ng parehong formula at pagpasa mula sa isang ibabaw patungo sa isa pa!

Mayroong mas kumplikadong mga formula na makakatulong sa atin sa mga bihirang kaso ng ating buhay kapag sa ilang kadahilanan ay kailangan nating subaybayan ang landas ng liwanag sa limang ibabaw. Gayunpaman, kung talagang kailangan mo, mas mahusay na dumaan sa limang mga ibabaw nang sunud-sunod kaysa sa kabisaduhin ang isang bungkos ng mga formula, dahil maaaring mangyari na hindi natin kailangang gulo ang mga ibabaw!

Sa anumang kaso, ang prinsipyo ng pagkalkula ay ang mga sumusunod: kapag dumadaan sa isang ibabaw, nakahanap kami ng isang bagong posisyon, isang bagong punto ng pokus at isinasaalang-alang ito bilang isang mapagkukunan para sa susunod.

ibabaw, atbp Kadalasan sa mga system mayroong ilang mga uri ng salamin na may iba't ibang mga tagapagpahiwatig n 1, n 2, ...; samakatuwid, para sa isang tiyak na solusyon ng problema, kailangan nating gawing pangkalahatan ang formula (27.3) sa kaso ng dalawang magkaibang exponents n 1 , n 2 . Madaling ipakita na ang pangkalahatang equation (27.3) ay may anyo

Ang kaso ay lalong simple kapag ang mga ibabaw ay malapit sa isa't isa at ang mga pagkakamali dahil sa may hangganan na kapal ay maaaring mapabayaan. Isaalang-alang ang lens na ipinapakita sa Fig. 27.6, at ibinibigay namin ang sumusunod na tanong: anong mga kondisyon ang dapat matugunan ng lens upang ang sinag mula sa O ay nakatutok sa O'? Hayaang dumaan ang liwanag nang eksakto sa gilid ng lens sa punto P. Pagkatapos (pansamantalang pinababayaan ang kapal ng lens T na may refractive index n 2) ang labis na oras sa daan ORO' ay magiging katumbas ng (n 1 h 2 / 2s) + (n 1 h 2 /2s') . Upang mapantayan ang oras ng paglalakbay OPO' at ang oras sa isang tuwid na landas, ang lens ay dapat na may kapal na T sa gitna na naaantala ang liwanag para sa kinakailangang oras. Samakatuwid, ang kapal ng lens T ay dapat masiyahan ang kaugnayan

Posible rin na ipahayag ang T sa mga tuntunin ng radii ng parehong mga ibabaw R 1 at R 2 . Isinasaalang-alang ang kondisyon 3 (ibinigay sa p. 27), nahanap namin ang kaso R 1< R 2 (выпуклая линза)

Mula dito sa wakas ay nakukuha natin

Tandaan na, tulad ng dati, kapag ang isang punto ay nasa infinity, ang isa ay matatagpuan sa layo na tinatawag nating focal length f. Ang halaga ng f ay tinutukoy ng pagkakapantay-pantay

kung saan n \u003d n 2 / n 1.

Sa kabaligtaran na kaso, kapag ang s ay napupunta sa infinity, ang s' ay nagtatapos sa focal length f'. Para sa aming lens, ang focal length ay pareho. (Dito natutugunan natin ang isa pang espesyal na kaso ng pangkalahatang tuntunin, ayon sa kung saan ang ratio ng focal length ay katumbas ng ratio ng mga refractive index ng dalawang media kung saan nakatutok ang mga sinag. Para sa ating optical system, pareho ang mga indicator. , at samakatuwid ang mga focal length ay pantay.)

Kalimutan muna natin sandali ang formula para sa focal length. mga distansya. Kung bumili ka ng isang lens na may hindi kilalang radii ng curvature at ilang uri ng refractive index, kung gayon ang focal length ay masusukat lamang sa pamamagitan ng pagtutok sa mga sinag na nagmumula sa isang malayong pinagmulan. Alam ang f, mas madaling isulat muli ang aming formula sa mga tuntunin ng haba ng focal

Tingnan natin ngayon kung paano gumagana ang formula na ito at kung ano ang lumalabas dito sa iba't ibang kaso. Una, kung ang isa sa mga distansyang s at s' ay walang katapusan, ang isa ay katumbas ng f. Ang kundisyong ito ay nangangahulugan na ang isang parallel beam ng liwanag ay nakatutok sa layo na f at maaaring gamitin sa pagsasanay upang matukoy ang f. Ito rin ay kagiliw-giliw na ang parehong mga punto ay gumagalaw sa parehong direksyon. Kung ang isa ay pupunta sa kanan, ang isa ay gumagalaw sa parehong direksyon. At sa wakas, kung ang s at s' ay pareho, kung gayon ang bawat isa sa kanila ay katumbas ng 2f.

Pagbuo ng aralin (mga tala ng aralin)

Linya ng UMK A. V. Peryshkin. Physics (7-9)

Pansin! Ang site ng pangangasiwa ng site ay hindi mananagot para sa nilalaman ng mga pag-unlad ng pamamaraan, gayundin para sa pagsunod sa pagbuo ng Federal State Educational Standard.

Layunin ng Aralin:

• alamin kung ano ang lens, uriin ang mga ito, ipakilala ang mga konsepto: focus, focal length, optical power, linear magnification;
• patuloy na bumuo ng mga kasanayan upang malutas ang mga problema sa paksa.

Sa panahon ng mga klase

Ako'y umaawit ng papuri sa harap mo sa galak
Hindi mamahaling bato, hindi rin ginto, kundi SALAMIN.

M.V. Lomonosov

Sa loob ng balangkas ng paksang ito, naaalala natin kung ano ang lens; isaalang-alang ang mga pangkalahatang prinsipyo ng imaging sa isang manipis na lens, at nakakakuha din ng isang formula para sa isang manipis na lens.

Noong nakaraan, nakilala natin ang repraksyon ng liwanag, at nakuha rin ang batas ng repraksyon ng liwanag.

Sinusuri ang takdang-aralin

1) survey § 65

2) frontal survey (tingnan ang presentasyon)

1. Alin sa mga figure ang wastong nagpapakita ng takbo ng isang sinag na dumadaan sa isang glass plate sa hangin?

2. Alin sa mga sumusunod na figure ang wastong pagkakagawa ng imahe sa isang patayong nakaposisyon na flat mirror?

3. Ang isang sinag ng liwanag ay dumadaan mula sa salamin patungo sa hangin, na nagre-refract sa interface sa pagitan ng dalawang media. Alin sa mga direksyon 1-4 ang tumutugma sa refracted beam?

4. Isang kuting ang tumatakbo patungo sa isang patag na salamin sa bilis V= 0.3 m/s. Ang salamin mismo ay lumayo sa kuting nang mabilis u= 0.05 m/s. Sa anong bilis lumapit ang kuting sa imahe nito sa salamin?

Pag-aaral ng bagong materyal

Sa pangkalahatan, ang salita lente- Ito ay isang salitang Latin na isinasalin bilang lentil. Ang mga lentil ay isang halaman na ang mga bunga ay halos kapareho ng mga gisantes, ngunit ang mga gisantes ay hindi bilog, ngunit may hitsura ng mga pot-bellied cake. Samakatuwid, ang lahat ng bilog na baso na may ganitong hugis ay nagsimulang tawaging mga lente.

Ang unang pagbanggit ng mga lente ay matatagpuan sa sinaunang dulang Greek na "Clouds" ni Aristophanes (424 BC), kung saan ang apoy ay ginawa gamit ang matambok na salamin at sikat ng araw. At ang edad ng pinakamatanda sa mga natuklasang lente ay higit sa 3000 taon. Ito ang tinatawag na lente Nimrud. Natagpuan ito sa panahon ng paghuhukay ng isa sa mga sinaunang kabisera ng Assyria sa Nimrud ni Austin Henry Layard noong 1853. Ang lens ay may hugis na malapit sa isang hugis-itlog, halos makintab, ang isa sa mga gilid ay matambok at ang isa ay patag. Sa kasalukuyan, ito ay naka-imbak sa British Museum - ang pangunahing makasaysayang at archaeological museo sa Great Britain.

Lens ni Nimrud

Kaya, sa modernong kahulugan, mga lente ay mga transparent na katawan na napapalibutan ng dalawang spherical surface . (isulat sa kuwaderno) Ang mga spherical lens ay kadalasang ginagamit, kung saan ang mga nakatali na ibabaw ay mga sphere o isang sphere at isang eroplano. Depende sa relatibong paglalagay ng mga spherical surface o sphere at eroplano, mayroon matambok At malukong mga lente. (Tinitingnan ng mga bata ang mga lente mula sa hanay ng Optics)

Sa turn nito ang mga matambok na lente ay nahahati sa tatlong uri- flat convex, biconvex at concave-convex; A ang mga malukong lente ay inuri sa flat-concave, biconcave at convex-concave.

(isulat)

Ang anumang matambok na lens ay maaaring ilarawan bilang isang kumbinasyon ng isang plane-parallel na glass plate sa gitna ng lens at mga pinutol na prism na lumalawak patungo sa gitna ng lens, at isang malukong lens ay maaaring kinakatawan bilang isang kumbinasyon ng isang plane-parallel na glass plate sa gitna ng lens at pinutol na mga prisma na lumalawak patungo sa mga gilid.

Ito ay kilala na kung ang prisma ay gawa sa isang materyal na optically denser kaysa sa kapaligiran, pagkatapos ay i-deflect nito ang sinag patungo sa base nito. Samakatuwid, isang parallel beam ng liwanag pagkatapos ng repraksyon sa isang convex lens ay nagiging convergent(ito ay tinatawag na pagtitipon), A sa isang malukong lens sa kabaligtaran, isang parallel beam ng liwanag pagkatapos ng repraksyon nagiging divergent(kaya ang mga naturang lens ay tinatawag na nakakalat).

Para sa pagiging simple at kaginhawahan, isasaalang-alang namin ang mga lente na ang kapal ay bale-wala kumpara sa radii ng mga spherical na ibabaw. Ang ganitong mga lente ay tinatawag manipis na lente. At sa hinaharap, kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang lens, lagi nating mauunawaan ang isang manipis na lens.

Ang sumusunod na pamamaraan ay ginagamit upang sumagisag sa manipis na mga lente: kung ang lens pagtitipon, pagkatapos ito ay tinutukoy ng isang tuwid na linya na may mga arrow sa mga dulo na nakadirekta mula sa gitna ng lens, at kung ang lens nakakalat, pagkatapos ay ang mga arrow ay nakadirekta patungo sa gitna ng lens.

Maginoo na pagtatalaga ng isang converging lens

Maginoo na pagtatalaga ng diverging lens

(isulat)

Optical na sentro ng lens ay ang punto kung saan ang mga sinag ay hindi nakakaranas ng repraksyon.

Ang anumang tuwid na linya na dumadaan sa optical center ng lens ay tinatawag optical axis.

Ang optical axis, na dumadaan sa mga sentro ng spherical surface na naglilimita sa lens, ay tinatawag pangunahing optical axis.

Ang punto kung saan nagsalubong ang mga sinag sa lens na kahanay sa pangunahing optical axis nito (o ang kanilang pagpapatuloy) ay tinatawag na pangunahing pokus ng lens. Dapat alalahanin na ang anumang lens ay may dalawang pangunahing pokus - harap at likuran, dahil. nire-refract nito ang liwanag na bumabagsak dito mula sa dalawang panig. At pareho sa mga foci na ito ay matatagpuan simetriko na may paggalang sa optical center ng lens.

converging lens

(gumuhit)

diverging lens

(gumuhit)

Ang distansya mula sa optical center ng isang lens hanggang sa pangunahing pokus nito ay tinatawag Focal length.

Focal plane ay isang eroplanong patayo sa pangunahing optical axis ng lens, na dumadaan sa pangunahing pokus nito.
Ang halaga na katumbas ng reciprocal focal length ng lens, na ipinahayag sa metro, ay tinatawag optical power ng lens. Ito ay tinutukoy ng malaking titik D at sinusukat sa diopters(pinaikling diopter).

(Record)

Sa unang pagkakataon, ang thin lens formula na nakuha namin ay hinango ni Johannes Kepler noong 1604. Pinag-aralan niya ang repraksyon ng liwanag sa maliliit na anggulo ng saklaw sa mga lente ng iba't ibang mga pagsasaayos.

Linear magnification ng lens ay ang ratio ng linear size ng imahe sa linear size ng object. Ito ay tinutukoy ng malaking titik na Griyego na G.

Pagtugon sa suliranin(sa pisara) :

• Str 165 ehersisyo 33 (1.2)
• Ang kandila ay matatagpuan sa layo na 8 cm mula sa isang converging lens, ang optical power na kung saan ay 10 diopters. Sa anong distansya mula sa lens makukuha ang imahe at ano ang magiging hitsura nito?
• Sa anong distansya mula sa isang lens na may focal length na 12 cm dapat ilagay ang isang bagay upang ang tunay na imahe nito ay tatlong beses na mas malaki kaysa sa mismong bagay?

Sa bahay: §§ 66 nos. 1584, 1612-1615 (Koleksyon ng Lukasik)