Diffiniad chwyddwydr
Mae chwyddwydr , neu chwyddwydr syml, yn lens amgrwm a ddefnyddir i helpu'r llygad i weld gwrthrychau sy'n anodd eu gweld yn uniongyrchol, fel ysgrifen fach iawn. Gelwir chwyddwydr yn chwyddwydr syml oherwydd bod ganddo allu cyfyngedig i chwyddo delwedd gwrthrych. Yn y wers nesaf, byddwch yn dysgu am chwyddwydrau nad ydynt yn syml fel microsgopau , telesgopau daearol , a thelesgopau.
Sut mae Chwyddwydr yn Gweithio
Pan gaiff ei weld o bellter agos, mae gwrthrych yn ymddangos yn fawr, ond pan gaiff ei weld o bellter pell iawn, mae'n ymddangos yn fach. Mae gwrthrychau agos yn ymddangos yn fawr oherwydd bod maint y ddelwedd a ffurfiwyd ar y retina yn fawr. I'r gwrthwyneb, mae'r un gwrthrych pan gaiff ei weld o bellter pell iawn yn ymddangos yn fach oherwydd bod maint y ddelwedd a ffurfiwyd ar y retina yn fach. Felly, mae maint gwrthrych a welir gan y llygad yn dibynnu ar faint y ddelwedd a ffurfiwyd ar y retina. Mae maint y ddelwedd a ffurfiwyd ar y retina yn dibynnu ar yr ongl a ffurfiwyd rhwng y llygad a'r gwrthrych, fel y dangosir yn y ddelwedd isod.
Mae gwrthrychau sy'n bell o'r llygad yn ymddangos yn llai oherwydd bod ganddynt ongl lai (θ) (Ffigur 1.1). I'r gwrthwyneb, mae gwrthrychau sy'n agos at y llygad yn ymddangos yn fwy oherwydd bod ganddynt ongl fwy (θ) (Ffigur 1.2). Gellir dod i'r casgliad y gellir ehangu neu leihau maint gwrthrych a welir gan y llygad trwy gynyddu neu leihau'r ongl (θ). Mae'r ongl yn cael ei ehangu trwy ddod â'r llygad yn agosach at y gwrthrych, i'r gwrthwyneb mae'r ongl yn cael ei lleihau trwy symud y llygad i ffwrdd o'r gwrthrych.
Gellir cymhwyso'r drafodaeth uchod i faterion eraill. Os byddwch chi'n dod ar draws ysgrifen mor fach fel ei bod hi'n anodd ei darllen, beth ydych chi'n ei wneud i'w gwneud yn ddarllenadwy? Yn seiliedig ar y drafodaeth uchod, gallech ddod â'r ysgrifen yn agosach at eich llygaid i gynyddu'r ongl rhwng yr ysgrifen a'ch llygad, gan wneud yr ysgrifen yn fwy ac yn fwy darllenadwy. Mae'n bwysig sylweddoli mai pwynt agosaf llygad normal , neu'r pellter agosaf y gall llygad normal ganolbwyntio, yw 25 cm. Felly, os yw'r pellter rhwng yr ysgrifen a'r llygad yn llai na 25 cm, bydd yr ysgrifen yn ymddangos yn aneglur. Mae hyd yn oed ysgrifen y gellir ei darllen o bellter o 25 cm yn ymddangos yn aneglur pan gaiff ei dod yn agosach at y pellter rhwng yr ysgrifen a'r llygad sy'n llai na 25 cm. Beth am ysgrifen na ellir ei darllen o bellter o lai na 25 cm? Felly, sut allwch chi wneud ysgrifen gyda llythrennau mor fach yn ddarllenadwy? Wrth gwrs, mae angen cymorth offeryn optegol arnoch a all chwyddo'r ysgrifen.
Offerynnau optegol fel drych fflat, drych ceugrwm Dan drych amgrwm ni ellir ei ddefnyddio i ddarllen ysgrifen oherwydd nad yw'r drych yn dryloyw. Ar y llaw arall, mae'r lens yn dryloyw felly gellir ei ddefnyddio i ddarllen ysgrifen. Yn y wers delwedd lens ceugrwm, eglurir mai dim ond lleihau delwedd gwrthrych y gall lens geugrwm ei wneud. Mewn cyferbyniad, yn y pwnc delwedd lens amgrwm Eglurir y gall lens amgrwm chwyddo delwedd gwrthrych. Oherwydd y gall chwyddo'r ddelwedd, lens amgrwm gellir ei ddylunio fel chwyddwydr.
Sylwch ar y ddwy ddelwedd ganlynol. Yn Ffigur 1.3, mae'r gwrthrych yn cael ei weld yn uniongyrchol gyda'r llygad, lle mae'r gwrthrych yn ymddangos yn fach oherwydd bod yr ongl rhwng y llygad a dau ben y gwrthrych yn fach. Yn Ffigur 1.4, mae'r llygad yn gweld y gwrthrych trwy chwyddwydr. Mae'r chwyddwydr yn gweithredu i ffurfio delwedd a chwyddo'r ddelwedd honno, felly'r hyn y mae'r llygad yn ei weld yw'r ddelwedd. Mae delwedd y gwrthrych a welir gan y llygad trwy'r chwyddwydr yn ymddangos yn fwy oherwydd bod yr ongl a ffurfiwyd rhwng y llygad a dau ben y ddelwedd yn fwy.
Er mwyn i lygad yr arsylwr weld y ddelwedd drwy'r chwyddwydr, rhaid i'r ddelwedd fod yn rhithwir (mae'r ddelwedd o flaen y chwyddwydr neu mae'r ddelwedd ar yr un ochr â'r gwrthrych, fel yn ffigur 1.4). Ym mhwnc delweddau lens amgrwm, eglurwyd, er mwyn i'r ddelwedd fod yn rhithwir, fod yn rhaid i bellter (au) y gwrthrych fod yn llai neu'n hafal i'r hyd ffocal (f).
Capsiwn:
s = pellter y gwrthrych
s' = pellter delwedd
h = uchder y gwrthrych
h' = uchder y cysgod
F = pwynt ffocal y chwyddwydr
θ = yr ongl rhwng y lens a dau ben y gwrthrych. Yn Ffigur 1.3, y lens dan sylw yw'r llygadlen, tra yn Ffigur 1.4, y lens dan sylw yw lens amgrwm a ddefnyddir fel chwyddwydr.
Yn Ffigur 1.3 (golwg ochr), mae'r gwrthrych ar y chwith tra bod llygad yr arsylwr ar y dde. Yn Ffigur 1.4 (golwg ochr), mae'r gwrthrych a'i ddelwedd a gynhyrchir gan y lens amgrwm ar y chwith tra bod llygad yr arsylwr ar y dde.
Sut i Ddefnyddio Chwyddwydr
Pan fo pellter y gwrthrych (s) yr un fath â'r hyd ffocal (f), mae'r ddelwedd yn rhithwir ac mae pellter y ddelwedd (s') yn anfeidraidd. Anfeidraidd yw'r pellter delwedd rhithwir mwyaf oherwydd pwynt pell Mae pellter llygad normal yn anfeidredd. Ar y llaw arall, y pellter delwedd rithwir lleiaf yw 25 cm oherwydd pwynt agos Mae llygad arferol yn 25 cm.
Pan fydd y llygad yn gweld delwedd rithwir ar anfeidredd (y pwynt pellaf), mae'r llygad ar ei leiafswm o lety, neu mae'r cyhyrau siliaidd ar eu mwyaf hamddenol. I gyflawni hyn, rhaid i'r pellter rhwng y gwrthrych a'r chwyddwydr fod yn hafal i hyd ffocal y chwyddwydr. Os yw hyd ffocal y chwyddwydr yn 25 cm, yna'r pellter rhwng y gwrthrych a'r chwyddwydr yw 25 cm.
Ar y llaw arall, pan fydd y llygad yn gweld delwedd rithwir o bellter o 25 cm (pwynt agos), mae'r llygad yn addasu i'r eithaf neu cyhyr siliaidd y llygad yn y cyflwr mwyaf tensiwn. Os yw hyd ffocal y chwyddwydr yn 25 cm, yna mae'r llygad yn gweld delwedd rithwir ar bellter o 25 cm pan fo pellter y gwrthrych yr un fath â chanlyniad y cyfrifiad isod.
Fformiwla lens a drych crwm:
1/eiliad = 1/f – 1/eiliad'
Disgrifiad: s = pellter y gwrthrych, f = hyd ffocal, s' = pellter y ddelwedd = pwynt agos = 25 cm
Mae chwyddwydr yn lens amgrwm, felly mae'r hyd ffocal yn bositif. Mae'r ddelwedd yn rhithwir, felly mae s' yn negatif.
1/e = 1/f – (-1/e') = 1/f + 1/e'
1/eiliad = 1/25 + 1/25 = 2/25
s = 25/2 = 12,5 cm
Os yw pellter ffocal y chwyddwydr yn 25 cm, mae'r llygad yn gweld delwedd rithwir ar bellter o 25 cm pan fydd pellter y gwrthrych yn 12,5 cm. Ni ddylai'r pellter rhwng y gwrthrych a'r chwyddwydr fod yn llai na 12,5 cm oherwydd ni all y llygad weld y ddelwedd a gynhyrchir gan y chwyddwydr yn glir.
Beth os yw hyd ffocal y chwyddwydr yn 50 cm? Os yw hyd ffocal y chwyddwydr yn 50 cm, yna mae'r llygad yn gweld delwedd rithwir ar bellter o 25 cm pan fo pellter y gwrthrych yr un fath â chanlyniad y cyfrifiad isod.
1/e = 1/f – (-1/e') = 1/f + 1/e'
1/eiliad = 1/50 + 1/25 = 1/50 + 2/50 = 3/50
s = 50/3 = 16,67 cm
Os yw pellter ffocal y chwyddwydr yn 50 cm, mae'r llygad yn gweld delwedd rithwir ar bellter o 25 cm pan fydd pellter y gwrthrych yn 16,7 cm. Ni ddylai'r pellter rhwng y gwrthrych a'r chwyddwydr fod yn llai na 16,7 cm oherwydd ni all y llygad weld y ddelwedd a gynhyrchir gan y chwyddwydr yn glir.
Chwyddiant Ongl Chwyddwydr
A yw maint delwedd gwrthrych a welir trwy chwyddwydr yn fwy pan gaiff ei arsylwi gan lygad sydd â'r addasiad lleiaf neu lygad sydd â'r addasiad mwyaf? Pa un sy'n well i'w ddefnyddio fel chwyddwydr, lens amgrwm gyda hyd ffocal mawr neu lens amgrwm gyda hyd ffocal bach? Gellir ateb y cwestiynau hyn ar ôl i chi ddysgu'r fformiwla ar gyfer chwyddwydr.
