Събирателни (изпъкнали) лещи

Статия за събирателни (изпъкнали) лещи

Определение на изпъкналата леща

Един вид леща, използвана в ежедневието, е изпъкналата леща. Изпъкналата леща е леща с по-дебела среда, докато краищата са по-тънки. Изпъкналите лещи обикновено са кръгли и са изработени от стъкло, така че лещата има коефициент на пречупване по-висок от коефициента на пречупване на въздуха.

Видове изпъкнали лещи

Като цяло има три вида изпъкнали лещи, при които формата на изпъкналата леща е показана по-долу (страничен изглед).

Събирателна леща 1

Използване на изпъкнали лещи

Ако очите на човек не могат да виждат ясно близки обекти или имат далекогледство, той може да използва изпъкнала леща, събирателна леща или позитивна леща, за да подпомогне зрението си. Изпъкналите лещи се използват в очила или контактни лещи, за да помогнат на хора с късогледство. Изпъкналата леща се използва и като лупа, оптични инструменти, използвани в камери, бинокли, телескопи и оптични микроскопи.

Фокусната точка на изпъкналата леща (F)

Събирателна леща 2 Обърнете внимание на фигурата отстрани. Светлинният лъч, който идва от обекти, които са много далеч, като слънцето, е успореден на главната ос на лещата. На фигурата главната ос на лещата е синя линия.

Светлинен лъч достига до повърхността на лещата, която е изпъкнала, и лещата пречупва светлинния лъч. Пречупването на светлината от изпъкналата леща се подчинява на закона за пречупване на светлината. Всички входящи светлинни лъчи се пречупват от изпъкналата леща към фокалната точка F² _и светлинните лъчи се пресичат във фокалната точка.

Събирателна леща 3 Светлинният лъч се пречупва до фокалната точка. Следователно, изпъкналата леща се нарича събирателна леща. Тъй като цялата светлина се пресича във фокалната точка на F₂, може да се каже, че фокусната точка на F₂ е местоположението на изображението на много отдалечен обект. Ако лъчът светлина, пречупен от изпъкналата леща, идва от слънцето, изображението на слънцето ще се появи във фокусната точка на F₂.

Тъй като светлинният лъч преминава през фокалната точка, фокалната точка на изпъкналата леща е реална и изображението, разположено във фокалната точка, е реално.

Изображение на изпъкналата леща

За разлика от вдлъбнатите лещи, които могат да формират само виртуални изображения, изпъкналите лещи могат да формират и реални изображения, и виртуални изображения. Виртуалното изображение не съществува, а сякаш съществува, защото човешкото око вижда светлинния лъч, движещ се праволинейно, така че човешкият мозък заключава, че изображението съществува. Ако екранът е поставен в точка, където има виртуално изображение, на екрана няма изображение. Напротив, реалното изображение съществува. Ако екранът е поставен в точка, където има реално изображение, изображението се появява на екрана. Формирането на изображението от изпъкналите лещи е обяснено подробно в темата за формирането на изображението от изпъкналите лещи.

въпросКакъв тип изображение се образува от събирателна (изпъкнала) леща, когато обектът е поставен извън фокусната точка? ОтговорКогато обектът е поставен отвъд фокалната точка на събирателна леща, той образува реално, обърнато и намалено или увеличено изображение, в зависимост от разстоянието на обекта от лещата.
въпросКак позицията на обекта влияе върху размера на изображението, образувано от събирателна леща? ОтговорКогато обектът е в безкрайност, изображението е с размерите на точка и се намира във фокуса. С приближаването на обекта към лещата, размерът на изображението се увеличава. Когато обектът е във фокусната точка, изображението става безкрайно голямо.
въпросКъде се намира изображението, образувано от събирателна леща, когато обектът е в безкрайност? ОтговорКогато обектът е в безкрайност, изображението се формира във фокусната точка от противоположната страна на лещата.
въпросКак фокусното разстояние на събирателната леща влияе върху позицията и размера на изображението? ОтговорПо-късото фокусно разстояние ще доведе до формиране на изображението по-близо до обектива и ще бъде по-малко, докато по-голямото фокусно разстояние ще доведе до формиране на изображението по-далеч от обектива и ще бъде по-голямо, при условие че разстоянието до обекта е постоянно.
въпросМоже ли събирателна леща някога да създаде виртуален образ? ОтговорДа, събирателната леща може да създаде виртуален образ, когато обектът е поставен във фокусното разстояние на лещата. Образът ще бъде виртуален, изправен и увеличен.
въпросКак промяната на разстоянието до обекта влияе върху позицията и естеството на изображението, образувано от събирателна леща? ОтговорС приближаването на обекта до обектива, изображението се отдалечава от обектива и става по-голямо. Ако обектът се премести в рамките на фокусното разстояние, изображението става виртуално, изправено и увеличено.
въпросКогато даден обект е поставен във фокуса на събирателна леща, къде ще се намира изображението? ОтговорКогато обект е поставен във фокуса на събирателна леща, изображението се формира в безкрайност.
въпросМоже ли събирателна леща да образува вертикално изображение? ОтговорДа, събирателната леща може да образува вертикално изображение, но само когато обектът е поставен във фокусната точка. В този случай образуваното изображение е виртуално, вертикално и увеличено.
въпросВлияе ли материалът на лещата (стъкло, пластмаса и др.) върху свойствата на изображението, образувано от събирателна леща? ОтговорМатериалът на лещата може да повлияе на фокусното разстояние поради различните коефициенти на пречупване, което от своя страна може да повлияе на позицията и размера на изображението. Но това няма да промени основното правило: събирателната леща образува реално и обърнато изображение, когато обектът е извън фокусната точка, и виртуално, изправено и увеличено изображение, когато обектът е във фокусната точка.
Въпрос : Какво се случва с изображението, образувано от събирателна леща, когато обектът се движи от фокалната точка към лещата? Отговор : Докато обектът се движи от фокалната точка към лещата, изображението се отдалечава от лещата по противоположната страна, става по-голямо и в крайна сметка се превръща във виртуално, изправено и увеличено изображение, когато обектът е във фокалната точка.