Construirea unei imagini obiect folosind un obiectiv subțire convergent
17 ianuarie 2018 ∙ 6 minute timp de citire
A obiectiv constă dintr-un mediu transparent delimitat de două dioptrii sferice cu raze r1 și r2.
A dioptrie este o suprafață care separă două medii transparente omogene, izotrope și cu indici de refracție diferiți.
Linia care leagă centrele C1 și C2 ale acestor dioptrii constituie axa optică a lentilei.
Dacă razele celor două dioptrii sunt egale, atunci centrul lentilei este al său centru optic O.
Dacă obiectivul este mai subțire la margini decât la mijloc, acesta este un lentilă convergentă, altfel este un lentilă divergentă.
Diagrama unui obiectiv convergent
Schema unei lentile divergente
Lentile convergente subțiri sau groase
Dacă avem în vedere o lentilă convergentă groasă, atunci trebuie să luăm în considerare grosimea acesteia. Mediul din care este fabricată o lentilă fiind mai refractiv decât mediul înconjurător, orice rază care trece prin lentilă suferă două refracții:
- la intrarea lui: trece de la un mediu mai puțin refractiv la un mediu mai refractiv
- la ieșirea sa: trece de la un mediu mai refractiv la un mediu mai puțin refractiv.
Dacă raza are un unghi de incidență zero, atunci trece prin lentila de-a lungul axei optice fără a fi deviată.
Dacă raza este oblică în raport cu axa optică, dar trece prin centrul său optic, atunci este ușor decalată lateral, dar fără a fi schimbată direcția sa.
Pe de altă parte, dacă luăm în considerare o lentilă convergentă subțire, nu luăm în considerare grosimea acesteia.
Deplasarea laterală a razelor oblice în raport cu axa optică și trecerea prin centrul optic observată cu lentila groasă convergentă este apoi neglijată.
Razele speciale de lumină
Pentru a putea urmări imaginea unui obiect printr-o lentilă subțire convergentă, luăm în considerare trei raze speciale, a căror cale prin lentilă poate fi ușor determinată.
- Raze care trec prin centrul optic
Razele care trec prin centrul optic O al lentilei nu suferă nicio abatere. Pentru a trasa raza, extindeți raza incidentă.
Diagramă: raze de lumină care trec prin centrul optic
- Raze incidente paralele cu axa optică
Razele incidente paralele cu axa optică a lentilei formează raze emergente direcționate către punctul focal al imaginii F '.
Diagramă: raze de lumină incidente paralele cu axa optică.
- Raze emergente paralele cu axa optică
Razele emergente paralele cu axa optică a lentilei provin din razele incidente care trec prin focalizarea obiectului F.
Diagramă: raze de lumină care apar paralel cu axa optică.
Punctul de imagine al unui punct obiect
Fie A un punct de obiect luminos plasat pe axa optică a unui obiectiv la o anumită distanță p = AO. Toate razele de lumină emise de A și care trec prin lentilă converg pe cealaltă parte într-un singur punct A ’: acesta este punctul de imagine al punctului obiect. Punctul de imagine A ’se află la o distanță q = OA’ de obiectiv.
Dacă punctul obiectului A este la o distanță p de obiectiv mai mic, punctul său de imagine A ’este atunci la o distanță q mai mare.
Caracteristicile imaginii unui obiect în funcție de distanța lor:
| OA> 2f | f 2f | real, inversat imagine> obiect | proiectoare (filme, folii transparente) |
| OA = f | imagine infinită | Virtual | faruri maritime (grinzi paralele) |
| OA OA | Virtual imagine> obiect | lupă, lentile corective (presbiopie, hipermetropie) |