Sphärische Linsen sind Teil der Studie von optische Physik, wobei es sich um eine optische Vorrichtung handelt, die aus drei homogenen und transparenten Medien besteht.
Bei diesem System sind zwei Dioptrien zugeordnet, von denen eine notwendigerweise kugelförmig ist. Die andere Dioptrie kann flach oder kugelförmig sein.
Linsen sind in unserem Leben von großer Bedeutung, da wir mit ihnen ein Objekt vergrößern oder verkleinern können.
Beispiele
Viele Alltagsgegenstände verwenden sphärische Linsen, zum Beispiel:
- Brille
- Lupe
- Mikroskope
- Teleskope
- Fotokameras
- Camcorder
- Projektoren
Arten von sphärischen Linsen
Laut der Krümmung Mit dieser Eigenschaft werden sphärische Linsen in zwei Typen eingeteilt:
Sammellinsen
Auch genannt konvexe Linsen, weisen die Sammellinsen eine Krümmung nach außen auf. Die Mitte ist dicker und der Rand ist dünner.
Sammellinsenschema
Der Hauptzweck dieser Art von Kugellinse besteht darin, Objekte vergrößern. Sie bekommen diesen Namen, weil die Lichtstrahlen treffen aufeinander, das heißt, näher kommen.
Streulinsen
Auch genannt konkave Linsen, haben die Zerstreuungslinsen eine innere Krümmung. Die Mitte ist dünner und der Rand ist dicker.
divergentes Linsenschema
Der Hauptzweck dieser Art von Kugellinse besteht darin, die Objekte verkleinern. Sie bekommen diesen Namen, weil die Lichtstrahlen divergieren, das heißt, wegziehen.
Darüber hinaus ist nach Arten von Dioptrien Welches Merkmal (sphärisch oder sphärisch und flach) können sphärische Linsen von sechs Typen sein:
Arten von sphärischen Linsen
Sammellinsen
- a) Bikonvex: hat zwei konvexe Seiten
- b) Konvexe Ebene: eine Seite ist flach, die andere ist konvex
- c) Konkav-konvex: eine Seite ist konkav und die andere ist konvex
Streulinsen
- d) Bikonkave: hat zwei konkave Flächen
- e) Konkaver Plan: eine Seite ist flach und die andere ist konkav
- f) Konvex-Konkav: eine Seite ist konvex und die andere ist konkav
Hinweis: Von diesen Typen haben drei einen dünneren Rand und drei einen dickeren Rand.
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Bilderzeugung
Die Bildgebung variiert je nach Objektivtyp:
Sammellinse
Bilder können in fünf Fällen gebildet werden:
- Echtes Bild, invertiert und kleiner als das Objekt
- Echtes Bild, invertiert und gleiche Objektgröße
- Echtes Bild, invertiert und größer als das Objekt
- Unsachgemäßes Bild (ist bei unendlich)
- Virtuelles Bild, rechts vom Objekt und größer als es
Zerstreuende Linse
Bei der Zerstreuungslinse ist die Bildentstehung immer: virtuell, rechts vom Objekt und kleiner als es.
Brennweite
Jedes Objektiv hat eine Brennweite, d. h. die Fähigkeit, Lichtstrahlen zu konvergieren oder zu divergieren. Die Brennweite wird nach der Formel berechnet:
P = 1/f
Sein,
P: Brennweite
f: Brennweite (vom Objektiv zum Fokus)
Im Internationalen System wird die Brennweite in Dioptrien (D) und die Brennweite in Metern (m) gemessen.
Es ist wichtig zu beachten, dass bei Sammellinsen die Brennweite positiv ist, weshalb sie auch als positive Linsen bezeichnet werden. Bei Zerstreuungslinsen ist sie jedoch negativ und werden daher als Negativlinsen bezeichnet.
Beispiele
1. Welche Brennweite hat eine Sammellinse mit einer Brennweite von 0,10 Metern?
P = 1/f
P = 1/0,10
P = 10 D
2. Was ist die Brennweite eines Zerstreuungsobjektivs mit einer Brennweite von 0,20 Metern?
P = 1/f
P = 1/-0,20
P = - 5 D
Aufnahmeprüfungsübungen mit Feedback
1. (CESGRANRIO) Ein reales Objekt wird senkrecht zur Hauptachse einer Sammellinse der Brennweite f aufgestellt. Befindet sich das Objekt in einer Entfernung von 3f vom Objektiv, beträgt der Abstand zwischen dem Objekt und dem durch dieses Objektiv konjugierten Bild:
a) f/2
b) 3f/2
c) 5f/2
d) 7f/2
e) 9f/2
Alternative b
2. (MACKENZIE) Betrachtet man eine bikonvexe Linse, deren Flächen den gleichen Krümmungsradius haben, können wir sagen:
a) der Krümmungsradius der Flächen ist immer gleich der doppelten Brennweite;
b) der Krümmungsradius ist immer gleich dem halben Kehrwert seiner Vergenz;
c) es ist immer konvergent, unabhängig von der Umgebung;
d) er ist nur konvergent, wenn der Brechungsindex des umgebenden Mediums größer ist als der des Linsenmaterials;
e) sie ist nur konvergent, wenn der Brechungsindex des Linsenmaterials größer ist als der der Umgebung.
Alternativ und
3. (UFSM-RS) Ein Objekt befindet sich auf der optischen Achse und in einer Entfernung P einer Sammeldistanzlinse f. Sein P größer dann f es ist kleiner als 2f, kann man sagen, dass das Bild sein wird:
a) virtuell und größer als das Objekt;
b) virtuell und kleiner als das Objekt;
c) real und größer als das Objekt;
d) real und kleiner als das Objekt;
e) real und gleich dem Objekt.
Alternative c
