球面レンズ:動作、式、演習、特性

球面レンズはの研究の一部です 光学物理学、3つの均質で透明な媒体で構成される光学デバイスです。

このシステムでは、2つの視度が関連付けられており、そのうちの1つは必然的に球形です。 他の視度は、フラットまたは球形にすることができます。

レンズは私たちの生活において非常に重要です。レンズを使用すると、オブジェクトのサイズを拡大または縮小できるからです。

多くの日常のオブジェクトは、たとえば次のように球面レンズを使用します。

  • 眼鏡
  • 虫眼鏡
  • 顕微鏡
  • 望遠鏡
  • フォトカメラ
  • ビデオカメラ
  • プロジェクター

球面レンズの種類

による 曲率 その特徴である球面レンズは、2つのタイプに分類されます。

収束レンズ

とも呼ばれている 凸レンズ、収束レンズは外向きの曲率を持っています。 中央が厚く、端が薄くなっています。

収束レンズ

収束レンズスキーム

このタイプのボールレンズの主な目的は オブジェクトを増やす. 彼らはこの名前を取得します 光線が収束する、つまり、近づきます。

発散レンズ

とも呼ばれている 凹レンズ、発散レンズは内部曲率を持っています。 中央が薄く、端が太い。

発散レンズ

発散レンズスキーム

このタイプのボールレンズの主な目的は オブジェクトを縮小します. 彼らはこの名前を取得します 光線が発散する、つまり、離れます。

さらに、によると 視度の種類 どの機能(球面または球面およびフラット)、球面レンズには6つのタイプがあります。

球面レンズの種類

球面レンズの種類

収束レンズ

  • a)両凸:2つの凸面があります
  • b)凸面:一方の面は平らで、もう一方の面は凸面です
  • c)凹凸:一方の面が凹面で、もう一方の面が凸面です

発散レンズ

  • d)バイコンケーブ:2つの凹面があります
  • e)凹面計画:一方の面は平らで、もう一方の面は凹面です
  • f)凸面-凹面:一方の面が凸面で、もう一方の面が凹面です

注意:これらのタイプのうち、3つはエッジが薄く、3つはエッジが厚いです。

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画像形成

イメージングは​​レンズの種類によって異なります。

収束レンズ

画像は次の5つの場合に形成できます。

  • 実像、反転し、オブジェクトよりも小さい
  • 実像、反転、同じオブジェクトサイズ
  • 実像、反転してオブジェクトよりも大きい
  • 不適切な画像(無限大にあります)
  • オブジェクトの右側にあり、オブジェクトよりも大きい仮想イメージ

発散レンズ

発散レンズに関しては、像形成は常に仮想であり、物体の右側にあり、物体よりも小さい。

フォーカルパワー

各レンズには焦点力があります。つまり、 光線を収束または発散させる能力. 焦点パワーは次の式で計算されます。

P = 1 / f

であること、

P:フォーカルパワー
f:焦点距離(レンズから焦点まで)

国際システムでは、焦点距離はジオプター(D)で測定され、焦点距離はメートル(m)で測定されます。

収束レンズでは、焦点距離が正であることに注意することが重要です。そのため、正レンズとも呼ばれます。 ただし、発散レンズではネガティブであるため、ネガティブレンズと呼ばれます。

1. 0.10メートルの焦点距離の収束レンズの焦点パワーはどれくらいですか?

P = 1 / f
P = 1 / 0.10
P = 10 D

2. 0.20メートルの焦点距離の発散レンズの焦点パワーはどれくらいですか?

P = 1 / f
P = 1 / -0.20
P = -5 D

フィードバック付き入試演習

1. (CESGRANRIO)実際の物体は焦点距離fの収束レンズの主軸に垂直に配置されます。 オブジェクトがレンズから3fの距離にある場合、オブジェクトとそのレンズによって共役された画像との間の距離は次のようになります。

a)f / 2
b)3f / 2
c)5f / 2
d)7f / 2
e)9f / 2

代替案b

2. (マッケンジー)面の曲率半径が同じ両凸レンズを考えると、次のように言えます。

a)面の曲率半径は常に焦点距離の2倍に等しい。
b)曲率半径は常にその輻輳の逆数の半分に等しい。
c)周囲の環境に関係なく、常に収束します。
d)周囲の媒体の屈折率がレンズ材料の屈折率よりも大きい場合にのみ収束します。
e)レンズ材料の屈折率が周囲の屈折率よりも大きい場合にのみ収束します。

代替および

3. (UFSM-RS)物体が光軸上にあり、距離があります P 収束距離レンズの f. であること P それよりも大きい f それはよりも小さいです 2f、画像は次のようになります。

a)仮想でオブジェクトよりも大きい。
b)仮想でオブジェクトよりも小さい。
c)実在し、オブジェクトよりも大きい。
d)実在し、オブジェクトよりも小さい。
e)実数でオブジェクトと等しい。

代替案c

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