Линзалар күн нурун сындыра алган тунук объекттер. Алар негизинен айнектен жасалган. "Жарыктын сынуусу" деген сөздөр түшкөн жарык нурларынын таралуу багытын өзгөртүү мүмкүнчүлүгүн билдирет. Келгиле, сүрөттөр жука линзада кантип түзүлөөрүн карап көрөлү.
Тарыхый маалымат
Байыркы гректер менен римдиктерге белгилүү болгон биринчи линзалар суу толтурулган сфералык айнек идиштер болгон. Заманбап оптикалык көз айнектердин бул прототиптери от жагуу үчүн колдонулган.
Европада биринчи айнек линза 13-кылымдын аягында гана жасалган. Ошондон бери, аларды даярдоо жараяны көп өзгөргөн жок. Жалгыз жаңычылдык 17-кылымда Исаак Ньютондун оптикалык объекттердин беттерин жылтыратуу үчүн чайырды колдонуусу болгон.
Оптикалык көз айнектерди чогултуу жана чачуу
Жука линзадагы сүрөттөрдүн түзүлүшүн түшүнүүнү жеңилдетүү үчүн ойлонуп көрүңүзсуроо, оптикалык көз айнек деген эмне. Жалпысынан линзалардын эки гана түрү бар, алар формасы жана жарык агымын сындыруу жөндөмдүүлүгү менен айырмаланат. Төмөнкү түрлөрү айырмаланат:
- Бириктирүүчү линзалар. Бул типтеги борбордук бөлүгүнүн калыңдыгы четтеринин калыңдыгынан чоңураак. Жыйынтыктоочу линзада пайда болгон сүрөттөлүш ага түшкөн жарыктын экинчи тарабында пайда болот. Бул тип жарыкты бир чекитке чогултуу мүмкүнчүлүгүнө ээ (позитивдүү фокус).
- Диверсивдүү линзалар. Алардын борбордук бөлүгү четтерине караганда ичке. Бул оптикалык көз айнек өзүнүн формасына байланыштуу аларга түшкөн жарыкты чачыратат, бул объективден түшкөн нурлар линзанын ошол тарабында сүрөттөлүштүн пайда болушуна алып келет. Түзүлгөн сүрөт чыныгы нерседен бир топ кичине. Бул оптикалык айнектен чачыраган нурлар алардын келип чыгышын аныктай тургандай улантылса, анын алдынан бир чекиттен чыккандай көрүнөт. Бул чекит фокус деп аталат, ал терс же диверсиялык линзалар үчүн элестүү.
Оптикалык айнектин ар кандай формалары
Учурдагы линзалардын эки түрүн бир нече жол менен жасоого болот. Төмөнкү 6 форма айырмаланат:
- Биконвекс.
- Плано-томпок.
- Төмөнкү мениск менен (чоң-дөңс).
- Биконкав.
- Плано-чоң.
- Чулуу мениск менен (чоң-чоң).
Топтук айнек элементтер
Линзанын жана имараттын физикасын түшүнүү үчүничке сүрөт линзалар, бул оптикалык объектинин негизги элементтерин билүү зарыл. Келгиле аларды тизмелейли:
- Оптикалык борбор (O) – жарыктын сынбай өтүүчү чекити.
- Негизги огу – оптикалык борбор менен негизги фокустун чекити аркылуу өткөн түз сызык.
- Негизги же негизги фокус (F) - бул жарык нурлары же алардын кеңейтүүлөрү оптикалык айнекке негизги огуна параллель түшсө, өтө турган чекит.
- Жардамчы огу - оптикалык борбор аркылуу өткөн каалаган түз сызык.
- Ийрилик радиустары линзаны түзгөн шарлардын эки радиусу, R1 жана R2.
- Ийрилик борборлору - оптикалык айнектин беттерин түзгөн эки шардын борбору, C1 жана C2.
- Фокалдык узундук (f) - фокустук чекит менен оптикалык борбордун ортосундагы аралык. (f) маанисинин дагы бир аныктамасы бар: бул оптикалык линзанын борборунан сүрөткө чейинки аралык, ал чексиз алыс жайгашкан объектти берет.
Оптикалык касиеттери
Жөнөкөй томпок айнек болобу же жеке линзалардын жыйындысы болгон татаал оптикалык система болобу, алардын оптикалык касиеттери эки параметрден көз каранды: фокустун узундугу жана фокустун узундугу менен линзанын диаметринин ортосундагы байланыш.
Фокустук узундук эки жол менен өлчөнөт:
- Кадимки аралыктын бирдиктеринде, мисалы, 10см, 1м жана башкалар.
- Диоптрлерде бул метр менен өлчөнгөн фокустун узундугуна тескери пропорционалдуу маани.
Мисалы, кубаттуулугу 1 диоптр болгон оптикалык айнектин фокустук аралыгы 1 м болсо, 2 диоптрлик линзанын фокустук аралыгы 0,5 м гана болот.
Линзанын диаметри жана анын фокус аралыгы менен байланышы оптикалык айнектин жарыкты чогултуу жөндөмүн же анын жарык чыгаруусун аныктайт.
Линзадан өткөн нурлардын касиеттери
Мектептерде 8-класста ичке линзаларда сүрөттөрдү куруу физиканын маанилүү темаларынын бири болуп саналат. Бул сүрөттөрдү кантип курууну үйрөнүү үчүн негизги түшүнүктөрдү жана элементтерди гана эмес, оптикалык активдүү объект аркылуу өткөн кээ бир нурлардын касиеттерин да билиш керек:
- Негизги огуна параллель өткөн ар кандай нурлар фокус аркылуу (конверситивдүү линза учурда) же анын элестүү уландысы фокус аркылуу өтө тургандай сынат. айырмаланган).
- Фокстан өткөн нур негизги огуна параллель кыймылын уланта тургандай сынган. Диверсивдүү линзалар үчүн бул эреже, эгерде ага түшкөн нурдун уландысы оптикалык объекттин экинчи тарабында жайгашкан фокус аркылуу өтсө, жарактуу экенин эске алыңыз.
- Линзанын борборунан өткөн жарыктын кандайдыр бир шооласы сынбайт жана багытын өзгөртпөйт.
Жука линзалардагы сүрөттөрдү куруунун өзгөчөлүктөрү
Оптикалык чогултуу жана чачуукөз айнек окшош касиеттерге ээ, алардын ар бириндеги сүрөттөрдүн түзүлүшүнүн өзүнүн өзгөчөлүктөрү бар.
Сүрөттөрдү курууда ичке линзанын формуласы:
1/f=1/do+1/di, бул жерде do жана di – оптикалык борбордон объектке жана анын сүрөтүнө чейинки аралык.
Фокустук аралыгы (f) биригип жаткан линзалар үчүн оң, ал эми бөлүнүүчү линзалар үчүн терс экенин эске алыңыз.
Жыйноочу оптикалык айнектен өткөн нурлардын жогорудагы касиеттерин колдонуу төмөнкү натыйжаларга алып келет:
- Эгер объект 2f ашык аралыкта жайгашса, анда объектиден кичине өлчөмдөгү чыныгы сүрөт алынат. Биз аны тескери көрөбүз.
- Объекттин объектисинен 2f аралыкта жайгаштырылган объекттин өзү менен бирдей өлчөмдөгү чыныгы тескери сүрөт пайда болот.
- Эгер объект fдан ашык, бирок 2fден азыраак аралыкта болсо, анда анын чыныгы тескери жана чоңойтулган сүрөтү алынат.
- Эгер объект фокус чекитинде болсо, анда оптикалык айнектен өткөн нурлар параллель болуп калат, бул сүрөт жок дегенди билдирет.
- Эгер объект бир фокустан жакыныраак болсо, анын сүрөтү элестүү, түз жана объектинин өзүнөн чоңураак болуп чыгат.
Жыйналуучу жана ажыраган линзадан өткөн нурлардын касиеттери окшош болгондуктан, мындай типтеги жука линза берген сүрөттөрдү куруу окшош эрежелер боюнча ишке ашырылат.
Чиймелерар кандай учурлар үчүн сүрөт тартуу
Чиймелерде конвергент линза сызык менен көрсөтүлгөн, анын учунда сыртты караган жебелер, ал эми диверсиялык линзалар учунда жебелери бар сызык менен көрсөтүлгөн, алар ичти көздөй багытталган, б.а. бири-бирине.
Мурунку абзацта талкууланган жука линзалардагы сүрөттөрдү түзүү үчүн чиймелердин ар кандай варианттары төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөн.
Сүрөттөн көрүнүп тургандай, бардык сүрөттөр (оптикалык айнектин каалаган түрү жана аларга карата объекттин жайгашкан жери үчүн) эки нурга курулган. Бири негизги огуна параллель багытталган, ал эми экинчиси оптикалык борбор аркылуу өтөт. Бул нурларды колдонуу ыңгайлуу, анткени алардын линзадан өткөндөн кийинки жүрүм-туруму белгилүү. Ошондой эле объекттин төмөнкү чети (бул учурда кызыл жебе) негизги оптикалык огунда жайгашканына көңүл буруңуз, ошондуктан объекттин жогорку чекитинин гана сүрөтүн куруу жетиштүү. Эгерде объект (кызыл жебе) оптикалык айнекке карата ыктыярдуу жайгашса, анда анын үстүнкү жана төмөнкү бөлүктөрүнүн элесин өз алдынча куруу керек.
Эки устун бардык сүрөттөрдү куруу үчүн жетиштүү. натыйжасы боюнча белгисиздик бар болсо, анда ал үчүнчү нур аркылуу текшерилиши мүмкүн. Ал фокус аркылуу багытталууга тийиш (конвергиялык линзанын алдына жана диверсиялык линзанын артына), андан кийин оптикалык айнек жана андагы сынуу аркылуу өткөндөн кийин нур негизги оптикалык огуна параллель болот. Жука объективде образ тузуу маселеси чечилсетуура болсо, анда ал эки негизги нур кесилишкен жерден өтөт.
Оптикалык объекттерди жасоо процесси
Көпчүлүк линзалар оптикалык линзалар деп аталган айнектин өзгөчө түрлөрүнөн жасалат. Мындай айнекте эч кандай ички стресстер, аба көбүктөрү жана башка кемчиликтер жок.
Линзаларды жасоо процесси бир нече этапта жүрөт. Биринчиден, оптикалык айнек блогунан керектүү формадагы ойгон же томпок объект тиешелүү металл шаймандардын жардамы менен кесип алынат. Андан кийин чайыр менен жылмаланат. Акыркы этапта оптикалык айнектин өлчөмү абразивдүү аспаптардын жардамы менен өзгөртүлөт, ошондуктан тартылуу борбору оптикалык борборго так дал келет.
Пластиктин ар кандай түрлөрүн алуу жана кайра иштетүү технологияларынын өнүгүшүнө байланыштуу азыр линзалар пластиктин тунук түрлөрүнөн көбүрөөк жасалууда, алар айнек окшошторуна караганда арзаныраак, жеңил жана морт эмес.
Колдонуу аймактары
Оптикалык көз айнек көрүүнүн ар кандай көйгөйлөрүн чечүү үчүн колдонулат. Бул үчүн пластикалык контакт линзалар да, айнек линзалар да (көз айнек менен) колдонулат.
Мындан тышкары, оптикалык көз айнек фотокамераларда, микроскоптордо, телескоптордо жана башка оптикалык аспаптарда колдонулат. Алар линзалардын бүтүндөй системасын колдонушат. Мисалы, эки оптикалык айнектен турган эң жөнөкөй микроскоптун биринчиси нерсенин чыныгы сүрөтүн түзөт жанаэкинчиси анын сүрөтүн чоңойтуу үчүн колдонулат. Демек, экинчи айнек жука линзада сүрөттөрдү түзүү эрежелерине ылайык, биринчиден тиешелүү аралыкта жайгашкан.
