სფერული ლინზები: ქცევა, ფორმულები, სავარჯიშოები, მახასიათებლები

სფერული ლინზები შესწავლის ნაწილია ოპტიკური ფიზიკა, როგორც ოპტიკური მოწყობილობა, რომელიც შედგება სამი ერთგვაროვანი და გამჭვირვალე საშუალებისაგან.

ამ სისტემაში ორი დიოპტრი ასოცირდება, რომელთაგან ერთი აუცილებლად სფერულია. სხვა დიოპტერი შეიძლება იყოს ბრტყელი ან სფერული.

ობიექტივებს უდიდესი მნიშვნელობა აქვს ჩვენს ცხოვრებაში, ვინაიდან მათთან ერთად შეგვიძლია გავზარდოთ ან შევამციროთ ობიექტის ზომა.

მაგალითები

ბევრი ყოველდღიური ობიექტი იყენებს სფერულ ლინზებს, მაგალითად:

• Სათვალეები
• Გამადიდებელი შუშა
• მიკროსკოპები
• ტელესკოპები
• ფოტო კამერები
• ვიდეოკამერები
• პროექტორები

სფერული ლინზების ტიპები

თანახმად გამრუდება ამ მახასიათებლის მიხედვით, სფერული ლინზები იყოფა ორ ტიპად:

შემაერთებელი ლინზები

ასევე მოუწოდა ამოზნექილი ლინზები, შეერთებულ ლინზებს აქვს გარე მრუდი. ცენტრი სქელია და კიდე უფრო თხელი.

კონვერგენციული ლინზების სქემა

ამ ტიპის ბურთის ობიექტივის მთავარი მიზანი არის ობიექტების გაზრდა. მათ ეს სახელი იმიტომ მიიღეს სინათლის სხივები თავს იკრებს, ანუ უფრო ახლოს მოვა.

დივერგენტული ლინზები

ასევე მოუწოდა ჩაზნექილი ლინზები, განსხვავებულ ლინზებს აქვთ შიდა გამრუდება. ცენტრი უფრო თხელია და კიდე უფრო სქელია.

დივერგენტული ლინზების სქემა

ამ ტიპის ბურთის ობიექტივის მთავარი მიზანი არის ობიექტების შემცირება. მათ ეს სახელი იმიტომ მიიღეს შუქის სხივები ერთმანეთს ემიჯნება, ანუ მოშორდი.

გარდა ამისა, შესაბამისად დიოპტრიების ტიპები რომელი თვისებაა (სფერული ან სფერული და ბრტყელი), სფერული ლინზები შეიძლება იყოს ექვსი ტიპის:

სფერული ლინზების ტიპები

შემაერთებელი ლინზები

• ა) ორმხრივამოზნექილი: აქვს ორი ამოზნექილი სახე
• ბ) ამოზნექილი სიბრტყე: ერთი სახე ბრტყელია, მეორე - ამოზნექილი
• გ) კონკავო-ამოზნექილი: ერთი სახე ჩაზნექილია და მეორე ამოზნექილი

დივერგენტული ლინზები

• დ) ორცხობილა: აქვს ორი ჩაზნექილი სახე
• ე) ჩაზნექილი გეგმა: ერთი სახე ბრტყელია, ხოლო მეორე - ჩაზნექილი
• ვ) ამოზნექილი-ჩაზნექილი: ერთი სახე ამოზნექილია, ხოლო მეორე - ჩაზნექილი

შენიშვნა: ამ ტიპებს შორის სამ მათგანს აქვს უფრო თხელი პირას, ხოლო სამს აქვს უფრო სქელი კიდე.

გსურთ გაიგოთ მეტი ამ თემის შესახებ? წაიკითხეთ ასევე:

• სინათლის ანარეკლი
• სინათლის რეფრაქცია
• ბრტყელი სარკეები
• სფერული სარკეები
• სინათლე: რეფრაქცია, ასახვა და გამრავლების საშუალებები
• ფიზიკის ფორმულები

სურათის ფორმირება

ვიზუალიზაცია განსხვავდება ობიექტივის ტიპის მიხედვით:

კონვერგენტული ობიექტივი

სურათები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ხუთ შემთხვევაში:

• რეალური სურათი, ინვერსიული და ობიექტზე მცირე
• რეალური სურათი, ინვერსიული და იგივე ობიექტის ზომა
• რეალური სურათი, ინვერსიული და ობიექტზე დიდი
• არასათანადო სურათი (უსასრულობაშია)
• ვირტუალური სურათი, ობიექტის მარჯვნივ და მასზე დიდი

განსხვავებული ობიექტივი

რაც შეეხება განსხვავებულ ობიექტივს, გამოსახულების ფორმირება ყოველთვის არის: ვირტუალური, ობიექტის მარჯვნივ და მასზე მცირე.

ფოკალური ძალა

თითოეულ ობიექტივს აქვს ფოკალური ძალა, ეს არის შუქის სხივების კონვერგენციის ან გადახვევის უნარი. ფოკალური ძალა გამოითვლება ფორმულით:

P = 1 / ვ

ყოფნა,

პ: კეროვანი ძალა
ვფოკალური მანძილი (ობიექტივიდან ფოკუსამდე)

საერთაშორისო სისტემაში ფოკუსური ენერგია იზომება დიოპტრით (D) და ფოკუსური სიგრძე მეტრებით (მ).

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ კონვერტაციის ლინზებში ფოკუსური მანძილი დადებითია, რის გამოც მათ პოზიტიურ ლინზებს უწოდებენ. დივერგენტულ ლინზებში ეს უარყოფითია და, შესაბამისად, მათ უარყოფით ლინზებს უწოდებენ.

მაგალითები

1. რა არის 0.10 მეტრიანი ფოკუსური სიგრძის შერწყმის ობიექტივის ფოკალური ძალა?

P = 1 / ვ
P = 1 / 0.10
P = 10 დ

2. რა არის 0.20 მეტრიანი ფოკუსური მანძილით განსხვავებული ობიექტივის ფოკალური ძალა?

P = 1 / ვ
P = 1 / -0,20
P = - 5 დ

მისაღები გამოცდის სავარჯიშოები უკუკავშირით

1. (CESGRANRIO) რეალური ობიექტი მოთავსებულია ფოკუსური სიგრძის შემაერთებელი ობიექტივის მთავარ ღერძზე პერპენდიკულარულად. თუ ობიექტი ობიექტივიდან 3 f მანძილზეა, ობიექტსა და ამ ობიექტივში კონიუგირებულ გამოსახულებას შორის მანძილია:

ა) ვ / 2
ბ) 3f / 2
გ) 5f / 2
დ) 7 ვ / 2
ე) 9f / 2

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა ბ

2. (MACKENZIE) ორმხრივ ამოზნექილი ობიექტივის გათვალისწინებით, რომლის სახეებსაც აქვს იგივე მრუდის რადიუსი, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ:

ა) სახის მრუდის რადიუსი ყოველთვის ტოლია ორჯერ ფოკუსური სიგრძისა;
ბ) გამრუდების რადიუსი ყოველთვის უდრის მისი გადახედვის საპასუხო ნაწილის ნახევარს;
გ) ის ყოველთვის კონვერგერულია, როგორიც არ უნდა იყოს მიმდებარე გარემო;
დ) მხოლოდ კონვერგერულია, თუ მიმდებარე საშუალო რეფრაქციის ინდექსი უფრო მეტია, ვიდრე ობიექტივის მასალა;
ე) მხოლოდ კონვერგერულია, თუ ობიექტივის მასალის რეფრაქციის ინდექსი უფრო მეტია, ვიდრე გარემოცვისა.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატიული და

3. (UFSM-RS) ობიექტი მდებარეობს ოპტიკური ღერძისა და მანძილზე პ შემაერთებელი მანძილის ობიექტივის ვ. ყოფნა პ მაშინ უფრო დიდი ვ ეს უფრო მცირეა ვიდრე 2 ვ, შეიძლება ითქვას, რომ სურათი იქნება:

ა) ვირტუალური და ობიექტზე დიდი;
ბ) ვირტუალური და ობიექტზე მცირე.
გ) ობიექტზე რეალური და უფრო დიდი;
დ) რეალური და უფრო მცირე, ვიდრე ობიექტი;
ე) რეალური და ობიექტის ტოლი.

იხილეთ პასუხი

ალტერნატივა გ