OBIECTIV CONVERGENT: CARACTERISTICI, TIPURI ȘI EXERCIȚIU REZOLVAT - FIZIC - 2025

Cele Lentilele convergente sunt cele mai subtiri la margini , care sunt mai groase în partea sa centrală. În consecință, ele concentrează (converg) razele de lumină care cad pe ele paralel cu axa principală într-un singur punct. Acest punct se numește focalizare sau focalizare a imaginii și este reprezentat de litera F. Obiectivele convergente sau pozitive formează ceea ce se numesc imagini reale ale obiectelor.

Un exemplu tipic de lentilă convergentă este lupă. Cu toate acestea, este comună găsirea acestui tip de lentile în dispozitive mult mai complexe, cum ar fi microscopele sau telescoapele. De fapt, un microscop compus de bază este unul format din două lentile convergente care au o distanță focală mică. Aceste lentile sunt numite obiective și oculare.

Lupa, lentilă convergentă.

Lentilele convergente sunt utilizate în optică pentru diferite aplicații, deși probabil cel mai cunoscut este să corecteze defectele de vedere. Astfel, sunt indicați pentru a trata hipermetia, presbiopia și, de asemenea, unele tipuri de astigmatism, cum ar fi astigmatismul hiperopic.

caracteristici

Obiectiv convergent. Chetvorno

Lentilele convergente au o serie de caracteristici care le definesc. În orice caz, poate cel mai important este cel pe care l-am avansat deja în definiția sa. Astfel, lentilele convergente se caracterizează prin devierea prin focalizare a oricărei raze care cade pe ele într-o direcție paralelă cu axa principală.

Mai mult, reciproc, orice rază incidentă care trece focalizarea este refractată paralel cu axa optică a obiectivului.

Elemente de lentile convergente

Pentru studiul său, este important să cunoaștem ce elemente constituie lentile în general și lentile convergente în special.

În general, se numește centrul optic al unei lentile până la punctul în care fiecare rază care trece prin ea nu are nicio deviere.

Axa principală este linia care unește centrul optic, iar accentul principal, pe care l-am comentat deja, este reprezentat de litera F.

Focusul principal este punctul în care toate razele care lovesc lentila sunt paralele cu axa principală.

Distanța focală este distanța dintre centrul optic și focalizare.

Centrele de curbură sunt definite ca centre ale sferelor care creează lentila; Razele de curbură sunt razele sferelor care dau naștere obiectivului.

Și în final, planul central al obiectivului se numește plan optic.

Formarea imaginii în lentile convergente

Pentru a forma imaginile în lentile convergente, trebuie luate în considerare o serie de reguli de bază, care sunt explicate mai jos.

Dacă fasciculul lovește lentila paralel cu axa, fasciculul emergent converg spre focalizarea imaginii. În schimb, dacă o rază incidentă trece prin focalizarea obiectului, raza apare într-o direcție paralelă cu axa. În cele din urmă, razele care trec prin centrul optic sunt refractate fără a experimenta niciun fel de deviere.

În consecință, într-o lentilă convergentă pot apărea următoarele situații:

- Că obiectul este situat în raport cu planul optic la o distanță mai mare de două ori distanța focală. În acest caz, imaginea produsă este reală, inversată și mai mică decât obiectul.

- Că obiectul este situat la o distanță de planul optic egală cu dublul distanței focale. Când se întâmplă acest lucru, imaginea obținută este o imagine reală, inversată și de aceeași dimensiune cu obiectul.

- Că obiectul se află la o distanță de planul optic între o dată și de două ori distanța focală. Apoi se produce o imagine care este reală, inversată și mai mare decât obiectul inițial.

- Că obiectul este situat la o distanță de planul optic mai mic decât distanța focală. În acest caz, imaginea va fi virtuală, directă și mai mare decât obiectul.

Tipuri de lentile convergente

Există trei tipuri diferite de lentile convergente: lentile biconvexe, lentile plano-convexe și lentile concave-convexe.

Lentilele biconvexe, așa cum sugerează și numele, sunt alcătuite din două suprafețe convexe. Între timp, plan-convexul are o suprafață plană și convexă. Și în final, lentilele convexe convexe sunt alcătuite dintr-o suprafață ușor concavă și o convexă.

Diferența cu lentilele divergente

Obiectiv convergent. Fir0002 (discuție) (încărcări)

Lentilele divergente, pe de altă parte, diferă de lentilele convergente prin faptul că grosimea scade de la margini spre centru. Astfel, contrar celor întâmplate cu lentilele convergente, în acest tip de lentile se separă razele de lumină care se lovesc paralel cu axa principală. În acest fel, ele formează ceea ce se numesc imagini virtuale ale obiectelor.

În optică, lentilele divergente sau negative, așa cum sunt ele cunoscute, sunt utilizate în primul rând pentru a corecta miopia.

Ecuațiile gaussiene ale lentilelor subțiri și mărirea unei lentile

În general, tipul de lentile care sunt studiate sunt cele numite lentile subțiri. Acestea sunt definite ca cele care au o grosime mică în comparație cu razele de curbură ale suprafețelor care le limitează.

Acest tip de lentilă poate fi studiat cu ecuația Gaussiană și cu ecuația care permite determinarea măririi unei lentile.

Ecuația Gauss

Ecuația Gaussiană pentru lentile subțiri este utilizată pentru a rezolva o multitudine de probleme optice de bază. De aici importanța sa mare. Expresia sa este următoarea:

1 / f = 1 / p + 1 / q

În cazul în care 1 / f este ceea ce se numește puterea unei lentile și f este distanța focală sau distanța de la centrul optic la focalizare F. Unitatea de măsură a puterii unui obiectiv este diopterul (D), unde 1 D = 1 m ^-1 . Pentru partea lor, p și q sunt, respectiv, distanța la care se află un obiect și distanța la care se observă imaginea sa.

Mărirea unei lentile

Mărirea laterală a unei lentile subțiri se obține cu următoarea expresie:

M = - q / p

Unde M este mărirea. Din valoarea creșterii se pot deduce o serie de consecințe:

Dacă -M-> 1, dimensiunea imaginii este mai mare decât obiectul

Dacă -M- <1, dimensiunea imaginii este mai mică decât dimensiunea obiectului

Dacă M> 0, imaginea este dreaptă și pe aceeași parte a obiectivului ca obiectul (imagine virtuală)

Dacă M <0, imaginea este inversată și pe partea opusă a obiectului (imagine reală)

Exercițiu rezolvat

Un corp este situat la un metru distanță de o lentilă convergentă, care are o distanță focală de 0,5 metri. Cum va arăta imaginea corpului? Cât de departe va fi?

Avem următoarele date: p = 1 m; f = 0,5 m.

Conectăm aceste valori la ecuația Gaussiană pentru lentile subțiri:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Și rămâne următoarele:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Izolăm 1 / q

1 / q = 1

Pentru a șterge apoi q și obțineți:

q = 1

Prin urmare, înlocuim ecuația pentru mărirea unei lentile:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

Prin urmare, imaginea este reală deoarece q> 0, inversată deoarece M <0 și de dimensiuni egale, deoarece valoarea absolută a lui M este 1. În sfârșit, imaginea este la un metru distanță de focalizare.

Referințe

1. Lumina (nd). Pe Wikipedia. Preluat pe 18 martie 2019, de pe es.wikipedia.org.
2. Lekner, John (1987). Teoria reflectării, a undelor electromagnetice și a particulelor. Springer.
3. Lumina (nd). În Wikipedia. Preluat pe 20 martie 2019, de pe en.wikipedia.org.
4. Obiectiv (nd). Pe Wikipedia. Preluat pe 17 martie 2019, de pe es.wikipedia.org.
5. Obiectiv (optică). În Wikipedia. Preluat pe 19 martie 2019, de pe en.wikipedia.org.
6. Hecht, Eugene (2002). Optică (ediția a 4-a). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Fizic. Ediția a III-a. Barcelona: m-am inversat.