Lentile subțiri convergente Superprof
26 februarie 2018 ∙ 6 minute timp de citire
Lentila convergentă: definiții de știut
Ce este un obiectiv ?
O lentilă este fabricată dintr-un mediu transparent care poate fi realizat din sticlă, plastic, apă etc.
Un obiectiv este limitat de două părți dintre care cel puțin una este sferică. Poate avea două fețe sferice sau o față sferică și cealaltă plană.
Aceste fețe sferice sunt numite dioptrii.
Ce este un obiectiv subțire ?
Pentru a defini un obiectiv subțire, este mai întâi necesar să se evalueze axa de simetrie a obiectivului. Această axă de simetrie face posibilă localizarea precisă a vârfurilor lentilei.
Spunem că un obiectiv este subțire dacă distanța dintre vârfurile celor două fețe este mică în comparație cu raza fețelor sferice.
Cu alte cuvinte, se spune că un obiectiv este subțire dacă grosimea acestuia este neglijabilă în comparație cu razele de curbură ale fețelor sale.
Când un obiectiv este subțire, este posibil să se facă următoarele ipoteze:
- vârfurile S1 și S2 ale fețelor sunt aceleași
- planurile principale coincid cu planul lentilei deoarece orice rază paralelă cu axa întâlnește în acest plan raza emergentă corespunzătoare.
În practică, lentilele utilizate sunt întotdeauna subțiri. De fapt, lentilele subțiri fac posibilă evitarea defectelor de formare a imaginii.
De asemenea, face posibilă utilizarea relației de conjugare pentru a prezice formarea acestor imagini, atunci când sunt îndeplinite condițiile Gauss.
Relația de conjugare
În optică, o relație de conjugare este o relație matematică care permite conectarea poziției unui obiect la cea a imaginii sale printr-un sistem optic.
Când toate razele dintr-un punct obiect ies din sistemul optic formând un singur punct.
Numim acest punct imaginea conjugată a punctului obiect. De asemenea, spunem că punctul obiect și imaginea sa sunt conjugate.
În practică, sistemele optice nu sunt perfect stigmatice. Într-adevăr, este rar, cu excepția oglinzii plane, să constatăm că imaginea unui punct în raport cu sistemul optic este perfect clară.
Prin urmare, este esențial să folosiți relația de conjugare numai în condiții gaussiene.
Condiții Gauss
În optica geometrică, anumite condiții permit realizarea unor aproximări care să permită simplificarea calculelor matematice. Acestea sunt condițiile gaussiene, numite după fizicianul german Carl Friedrich Gauss.
Iată condițiile care trebuie îndeplinite pentru a putea aplica aproximarea Gauss:
- unghiurile de incidență ale razelor față de axa optică sunt mici
- punctul de incidență este apropiat de axa optică
Când toate aceste condiții sunt îndeplinite, sistemul optic este considerat a fi aproximativ stigmatic.
Ce este un obiectiv convergent ?
În practică, dacă un obiectiv este mai subțire la contur decât la centru, atunci acesta este un obiectiv convergent.
O astfel de lentilă are proprietatea de a face să convergă lumina pe care o primește: dacă un fascicul de lumină este paralel cu axa sa, atunci direcționează toate razele de lumină către același punct. Se spune că îi face să convergă.
Pe o diagramă optică, un obiectiv convergent este reprezentat de o linie verticală, ale cărei ambele capete au o săgeată îndreptată spre exterior.
Notă: există o categorie de așa-numitele lentile „divergente”.
Alte tipuri de lentile
Lentile divergente
Lentilele plan-concav, biconcave și menisci, cum ar fi SC1> SC2 (menisci cu muchii groase) sunt divergente.
Aceste rezultate se găsesc pur și simplu considerând că un obiectiv cu margini subțiri acționează asupra unei raze ca o prismă de unghi mic având baza coincidentă cu axa și care pliază spre axa optică o rază paralelă cu axa.