Article sobre diagrames de raigs per a lents divergents (còncaves)
Si un objecte es troba a un costat de la lent còncava, la lent còncava pot formar la imatge de l'objecte. Si es coneix la posició de l'objecte a un costat de la lent còncava, com es pot dibuixar la formació de la imatge de l'objecte? Suposem que un objecte es troba al costat esquerre de la lent còncava, tal com es mostra a la figura següent.
Línia taronja = la lent còncava
Línia blava = l'eix principal
Fletxa (verda) = objecte
F1 = la distància focal 1 i F2 = la distància focal 2
La figura de la imatge de l'objecte s'obté dibuixant tots els feixos de llum que passen a través de l'objecte, però això és menys pràctic perquè hi haurà moltes línies que representaran els feixos de llum. Per simplificar, només es trien uns quants feixos de llum per representar tots els feixos de llum que passen a través de l'objecte. Com que aquest esdeveniment implica la refracció de la llum, cal obeir la llei de la refracció de la llum en dibuixar la formació de la imatge.
Tres raigs de llum o tres raigs
llamp 1:
El raig 1 que arriba a la lent còncava es dibuixa paral·lel a l'eix principal i toca la vora superior de l'objecte,
després refractada per la lent còncava, on el feix de llum es refracta com si provingués del punt focal. Els raigs entrants i els raigs refractius que han de complir la llei de refracció de la llum.
llamp 2:
El raig 2 que s'acosta a la lent còncava es dibuixa com si anés al punt focal i toqués l'extrem superior de l'objecte,
després refractada per la lent còncava, on el feix de llum refractat ha de ser paral·lel a l'eix principal. Els raigs incidents i els raigs refractius que es dibuixen han de complir la llei de refracció de la llum.
llamp 3:
El raig 3 que arriba a la lent còncava es dibuixa més enllà del punt d'intersecció de la lent còncava i l'eix principal.
Formació d'imatges (dos raigs)
La formació de la imatge es pot dibuixar utilitzant només dos raigs, tal com es mostra a continuació. Si s'utilitzen dos raigs, hi ha tres figures possibles de la formació de la imatge.
Raig 1 i 2
Raig 1 i 3
Raig 2 i 3
Dibuixa la formació d'imatges utilitzant només dos raigs que s'han d'ajustar a la distància de l'objecte a la lent còncava. Si la distància de l'objecte a la lent còncava és com a la figura anterior, hi ha tres maneres de dibuixar la formació d'imatges utilitzant només dos raigs. Si la distància de l'objecte a la lent còncava és diferent de la figura anterior,
Per exemple, si l'objecte es troba entre el punt focal i la lent, no calen tres maneres de dibuixar la formació de la imatge, potser només hi ha dues maneres de dibuixar.
Si dibuixeu la formació de la imatge mitjançant la lent còncava, podeu triar un mètode i no cal que utilitzeu dues o tres maneres.
Formació d'imatges (tres raigs)
La formació de la imatge es pot dibuixar utilitzant tres raigs, tal com es mostra a la figura següent.
Si la distància de l'objecte a la lent còncava no és com a la de la figura anterior, per exemple, si l'objecte es troba entre la lent còncava i el punt focal,
o l'objecte es troba entre el punt focal i el centre de la curvatura de la lent còncava, aleshores no cal que la formació de la imatge es pugui dibuixar de tres maneres com a la figura anterior. Només hi pot haver dues maneres de dibuixar la formació de la imatge.
Si us plau, observeu la imatge d'exemple de la formació de la imatge per la lent còncava, on la distància de l'objecte a les lents còncaves varia, pel que fa a la formació de la imatge per la lent còncava.
10 preguntes i respostes conceptuals sobre diagrames de raigs per a una lent divergent (còncava).
1. Quin és el propòsit d'un diagrama de raigs en el context d'una lent divergent?
Un diagrama de raigs és una representació esquemàtica que mostra com els raigs de llum canvien de direcció quan passen a través d'una lent. En el context d'una lent divergent, il·lustra com els raigs de llum incidents divergeixen després de passar a través de la lent i com semblen originar-se d'un sol punt al mateix costat de la lent que la llum entrant (el punt focal).
2. Quins són els raigs estàndard que s'utilitzen per dibuixar un diagrama de raigs per a una lent divergent?
S'utilitzen tres raigs estàndard:
- El primer raig viatja paral·lel a l'eix principal i després sembla que s'origina des del punt focal després de la refracció.
- El segon raig passa directament pel centre de la lent sense refractar-se.
- El tercer raig es dirigeix cap al punt focal del costat oposat de la lent i emergeix paral·lel a l'eix principal.
3. En què es diferencia la imatge formada per una lent divergent en els diagrames de raigs en comparació amb una lent convergent?
En els diagrames de raigs, una lent divergent sempre forma una imatge virtual, vertical i disminuïda situada al mateix costat de la lent que l'objecte. En canvi, una lent convergent pot formar imatges reals, invertides (si l'objecte és més enllà del punt focal) o imatges virtuals, verticals (si l'objecte és més a prop que el punt focal).
4. Per què la imatge formada per una lent divergent és sempre virtual, tal com es veu en els diagrames de raigs?
En els diagrames de raigs per a lents divergents, els raigs refractats divergeixen i en realitat no es troben a l'altre costat de la lent. En canvi, semblen originar-se en un punt del mateix costat de la lent que l'objecte, cosa que resulta en una imatge virtual.
5. Com es pot determinar l'augment d'una imatge a partir d'un diagrama de raigs d'una lent divergent?
L'augment d'una imatge es pot determinar a partir d'un diagrama de raigs comparant l'alçada de la imatge (presa des de l'eix principal fins a la part superior de la imatge) amb l'alçada de l'objecte. En el cas d'una lent divergent, la imatge sempre serà més petita que l'objecte, cosa que indica un augment inferior a 1.
6. Quin és el paper de l'eix principal en un diagrama de raigs d'una lent divergent?
L'eix principal en un diagrama de raigs és la línia que passa pel centre de la lent i és perpendicular a la lent. Serveix com a línia de referència per traçar la trajectòria dels raigs de llum i localitzar l'objecte, la imatge i els punts focals.
7. Com es representa el punt focal en un diagrama de raigs d'una lent divergent?
En un diagrama de raigs, el punt focal d'una lent divergent es representa com el punt des del qual els raigs de llum paral·lels a l'eix principal semblen divergir després de passar per la lent. Aquest punt es troba al mateix costat de la lent que la llum incident.
8. En un diagrama de raigs per a una lent divergent, com es relaciona la distància entre la lent i la imatge amb la distància a l'objecte i la distància focal?
La relació ve donada per la fórmula de la lent 1/f = 1/v – 1/u, on f és la distància focal, v és la distància a la imatge i u és la distància a l'objecte. Com que una lent divergent té una distància focal negativa, la distància a la imatge també és negativa, cosa que indica que la imatge es forma al mateix costat de la lent que l'objecte.
9. Com es pot predir la ubicació de la imatge utilitzant un diagrama de raigs per a una lent divergent?
La ubicació de la imatge es pot predir estenent els raigs refractats cap enrere al costat de l'objecte fins que es trobin. El punt on les extensions d'aquests raigs s'intersequen és la ubicació de la imatge.
10. Què passa amb la imatge del diagrama de raigs a mesura que l'objecte s'acosta a una lent divergent?
A mesura que l'objecte s'acosta a la lent divergent, la imatge també s'acosta a la lent però roman al mateix costat. A més, la mida de la imatge es fa més petita a mesura que l'objecte s'acosta a la lent.
