Sferische lenzen maken deel uit van de studie van optische fysica, zijnde een optisch apparaat dat is samengesteld uit drie homogene en transparante media.
In dit systeem zijn twee dioptrieën geassocieerd, waarvan er één noodzakelijk bolvormig is. De andere dioptrie kan vlak of bolvormig zijn.
Lenzen zijn van groot belang in ons leven, omdat we hiermee de grootte van een object kunnen vergroten of verkleinen.
Voorbeelden
Veel alledaagse voorwerpen gebruiken sferische lenzen, bijvoorbeeld:
- Bril
- Vergrootglas
- Microscopen
- telescopen
- Fotocamera's
- Camcorders
- Projectoren
Soorten sferische lenzen
Volgens de kromming die functie, sferische lenzen worden ingedeeld in twee typen:
Convergerende lenzen
Ook wel genoemd bolle lenzen, de convergerende lenzen hebben een buitenwaartse kromming. Het midden is dikker en de rand is dunner.
Convergent lensschema
Het belangrijkste doel van dit type ballens is: objecten vergroten. Ze krijgen deze naam omdat de lichtstralen komen samen, dat wil zeggen, dichterbij komen.
Uiteenlopende lenzen
Ook wel genoemd concave lenzen, de divergerende lenzen hebben een inwendige kromming. Het midden is dunner en de rand is dikker.
divergent lensschema
Het belangrijkste doel van dit type ballens is: de objecten verkleinen. Ze krijgen deze naam omdat de lichtstralen divergeren, dat wil zeggen, ga weg.
Verder is volgens de soorten dioptrie die kenmerken (sferisch of sferisch en plat), sferische lenzen kunnen van zes typen zijn:
Soorten sferische lenzen
Convergerende lenzen
- a) Biconvex: heeft twee convexe vlakken
- b) Convex vlak: het ene gezicht is plat, het andere is convex
- c) Concaaf-convex: het ene gezicht is concaaf en het andere is convex
Uiteenlopende lenzen
- d) Biconcaaf: heeft twee holle vlakken
- e) Concaaf plan: het ene gezicht is plat en het andere is hol
- f) Convex-Concaaf: het ene gezicht is convex en het andere is concaaf
Opmerking: Van deze typen hebben er drie een dunnere rand en drie een dikkere rand.
Meer weten over het onderwerp? Lees ook:
- weerkaatsing van licht
- lichtbreking
- platte spiegels
- sferische spiegels
- Licht: breking, reflectie en voortplantingsmiddelen
- Fysische formules
Beeldvorming
Beeldvorming verschilt per lenstype:
Convergente lens
Beelden kunnen in vijf gevallen worden gevormd:
- Echte afbeelding, omgekeerd en kleiner dan het object
- Echte afbeelding, omgekeerd en dezelfde objectgrootte
- Echte afbeelding, omgekeerd en groter dan het object
- Onjuist beeld (staat op oneindig)
- Virtuele afbeelding, rechts van het object en groter dan het
divergente lens
Wat betreft de divergente lens, beeldvorming is altijd: virtueel, rechts van het object en kleiner dan het.
Brandpuntskracht
Elke lens heeft een brandpuntskracht, dat wil zeggen de vermogen om lichtstralen te convergeren of te divergeren. Het brandpuntsvermogen wordt berekend met de formule:
P = 1/f
Wezen,
P: brandpuntskracht
f: brandpuntsafstand (van lens tot focus)
In het International System wordt het brandpuntsvermogen gemeten in dioptrie (D) en de brandpuntsafstand in meters (m).
Het is belangrijk op te merken dat bij convergerende lenzen de brandpuntsafstand positief is, daarom worden ze ook positieve lenzen genoemd. Bij afwijkende lenzen is het echter negatief en daarom worden ze negatieve lenzen genoemd.
Voorbeelden
1. Wat is het brandpuntsvermogen van een convergerende lens met een brandpuntsafstand van 0,10 meter?
P = 1/f
P = 1/0.10
P = 10 D
2. Wat is het brandpuntsvermogen van een divergente lens met een brandpuntsafstand van 0,20 meter?
P = 1/f
P = 1/-0,20
P = - 5 D
Toelatingsexamen Oefeningen met feedback
1. (CESGRANRIO) Een echt object wordt loodrecht op de hoofdas van een convergerende lens met brandpuntsafstand f geplaatst. Als het object zich op een afstand van 3f van de lens bevindt, is de afstand tussen het object en het door die lens geconjugeerde beeld:
a) f/2
b) 3f/2
c) 5f/2
d) 7f/2
e) 9f/2
alternatief b
2. (MACKENZIE) Als we een biconvexe lens beschouwen waarvan de gezichten dezelfde kromtestraal hebben, kunnen we zeggen dat:
a) de kromtestraal van de gezichten is altijd gelijk aan tweemaal de brandpuntsafstand;
b) de kromtestraal is altijd gelijk aan de helft van het omgekeerde van zijn rand;
c) het is altijd convergerend, ongeacht de omgeving;
d) het is alleen convergerend als de brekingsindex van het omringende medium groter is dan die van het lensmateriaal;
e) het is alleen convergerend als de brekingsindex van het lensmateriaal groter is dan die van de omgeving.
alternatief en
3. (UFSM-RS) Een object bevindt zich op de optische as en op een afstand P van een convergerende afstandslens f. Wezen P groter dan f het is kleiner dan 2f, kan worden gezegd dat de afbeelding zal zijn:
a) virtueel en groter dan het object;
b) virtueel en kleiner dan het object;
c) echt en groter dan het object;
d) echt en kleiner dan het object;
e) reëel en gelijk aan het object.
alternatief c
