Άρθρο σχετικά με τους συγκλίνοντες (κυρτούς) φακούς
Ορισμός του κυρτού φακού
Ένας τύπος φακού που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή είναι ο κυρτός φακός. Ο κυρτός φακός είναι ένας φακός με παχύτερο μέσο ενώ οι άκρες είναι λεπτότερες. Οι κυρτοί φακοί είναι συνήθως κυκλικοί και κατασκευασμένοι από γυαλί, έτσι ώστε ο φακός να έχει δείκτη διάθλασης υψηλότερο από τον δείκτη διάθλασης του αέρα.
Τύποι κυρτών φακών
Γενικά, υπάρχουν τρεις τύποι κυρτών φακών, στους οποίους το σχήμα του κυρτού φακού είναι όπως φαίνεται παρακάτω (πλάγια όψη).
Χρήση των κυρτών φακών
Εάν τα μάτια ενός ατόμου δεν μπορούν να δουν καθαρά κοντινά αντικείμενα ή έχουν υπερμετρωπία, τότε μπορεί να χρησιμοποιήσει τον κυρτό φακό ή τον συγκλίνοντα φακό ή τον θετικό φακό για να βοηθήσει την όρασή του. Οι κυρτοί φακοί χρησιμοποιούνται σε γυαλιά οράσεως ή φακούς επαφής για να βοηθήσουν άτομα με μυωπία. Ο κυρτός φακός χρησιμοποιείται επίσης ως μεγεθυντικός φακός, οπτικά όργανα που χρησιμοποιούνται σε φωτογραφικές μηχανές, κιάλια, τηλεσκόπια, οπτικά και οπτικά μικροσκόπια.
Το εστιακό σημείο του κυρτού φακού (F)
Παρατηρήστε το σχήμα στο πλάι. Η δέσμη φωτός που προέρχεται από αντικείμενα που βρίσκονται πολύ μακριά, όπως ο ήλιος, είναι παράλληλη με τον κύριο άξονα του φακού. Στο σχήμα, ο κύριος άξονας του φακού είναι μια μπλε γραμμή.
Μια δέσμη φωτός έρχεται στην επιφάνεια του φακού, η οποία είναι κυρτή, και ο φακός διαθλά τη δέσμη φωτός. Η διάθλαση του φωτός από τον κυρτό φακό υπακούει στον νόμο της διάθλασης του φωτός. Όλες οι εισερχόμενες δέσμες φωτός διαθλώνται από τον κυρτό φακό προς το εστιακό σημείο του F2 και η δέσμη φωτός τέμνεται στο εστιακό σημείο.
Η δέσμη φωτός διαθλάται στο εστιακό σημείο. Επομένως, ο κυρτός φακός ονομάζεται συγκλίνων φακός. Επειδή όλο το φως τέμνεται στο εστιακό σημείο του F2, μπορεί να ειπωθεί ότι το κεντρικό σημείο του F2 είναι η θέση της εικόνας ενός πολύ μακρινού αντικειμένου. Εάν η δέσμη φωτός που διαθλάται από τον κυρτό φακό προέρχεται από τον ήλιο, η εικόνα του ήλιου θα εμφανιστεί στο εστιακό σημείο του F2.
Επειδή η δέσμη φωτός διέρχεται από το εστιακό σημείο, το εστιακό σημείο του κυρτού φακού είναι πραγματικό και το είδωλο που βρίσκεται στο εστιακό σημείο είναι πραγματικό.
Εικόνα του κυρτού φακού
Σε αντίθεση με τους κοίλους φακούς που μπορούν να σχηματίσουν μόνο εικονικές εικόνες, οι κυρτοί φακοί μπορούν να σχηματίσουν πραγματικές εικόνες και εικονικές εικόνες. Η εικονική εικόνα δεν υπάρχει, αλλά σαν να υπήρχε, επειδή το ανθρώπινο μάτι βλέπει τη δέσμη φωτός να κινείται ευθεία, έτσι ώστε ο ανθρώπινος εγκέφαλος να συμπεραίνει ότι η εικόνα υπάρχει. Εάν μια οθόνη τοποθετηθεί σε ένα σημείο όπου υπάρχει μια εικονική εικόνα, δεν υπάρχει εικόνα στην οθόνη. Αντίθετα, η πραγματική εικόνα υπάρχει. Εάν μια οθόνη τοποθετηθεί σε ένα σημείο όπου υπάρχει μια πραγματική εικόνα, η εικόνα εμφανίζεται στην οθόνη. Ο σχηματισμός της εικόνας από τους κυρτούς φακούς έχει εξηγηθεί λεπτομερώς στο θέμα του σχηματισμού εικόνας από τους κυρτούς φακούς.
- ΕρώτησηΤι είδους εικόνα σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα (κυρτό) φακό όταν το αντικείμενο τοποθετείται πέρα από το εστιακό σημείο; ΑπάντησηΌταν το αντικείμενο τοποθετείται πέρα από το εστιακό σημείο ενός συγκλίνοντος φακού, σχηματίζει μια πραγματική, ανεστραμμένη και μειωμένη ή μεγεθυμένη εικόνα, ανάλογα με την απόσταση του αντικειμένου από τον φακό.
- ΕρώτησηΠώς επηρεάζει η θέση του αντικειμένου το μέγεθος της εικόνας που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό; ΑπάντησηΌταν το αντικείμενο βρίσκεται στο άπειρο, η εικόνα έχει σημειακό μέγεθος και βρίσκεται στην εστίαση. Καθώς το αντικείμενο πλησιάζει τον φακό, το μέγεθος της εικόνας αυξάνεται. Όταν το αντικείμενο βρίσκεται στο εστιακό σημείο, η εικόνα γίνεται απείρως μεγάλη.
- ΕρώτησηΠού βρίσκεται το είδωλο που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό όταν το αντικείμενο βρίσκεται στο άπειρο; Απάντηση: Όταν το αντικείμενο βρίσκεται στο άπειρο, το είδωλο σχηματίζεται στο εστιακό σημείο στην αντίθετη πλευρά του φακού.
- ΕρώτησηΠώς επηρεάζει η εστιακή απόσταση ενός συγκλίνοντος φακού τη θέση και το μέγεθος της εικόνας; ΑπάντησηΜια μικρότερη εστιακή απόσταση θα προκαλέσει το σχηματισμό της εικόνας πιο κοντά στον φακό και θα είναι μικρότερο, ενώ μια μεγαλύτερη εστιακή απόσταση θα προκαλέσει το σχηματισμό της εικόνας πιο μακριά από τον φακό και θα είναι μεγαλύτερο, δεδομένου ότι η απόσταση του αντικειμένου είναι σταθερή.
- ΕρώτησηΜπορεί ποτέ ένας συγκλίνων φακός να παράγει μια εικονική εικόνα; ΑπάντησηΝαι, ένας συγκλίνων φακός μπορεί να παράγει μια εικονική εικόνα όταν το αντικείμενο τοποθετείται εντός της εστιακής απόστασης του φακού. Η εικόνα θα είναι εικονική, όρθια και μεγεθυμένη.
- ΕρώτησηΠώς επηρεάζει η αλλαγή της απόστασης του αντικειμένου τη θέση και τη φύση της εικόνας που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό; ΑπάντησηΚαθώς το αντικείμενο πλησιάζει τον φακό, η εικόνα απομακρύνεται από τον φακό και γίνεται μεγαλύτερη. Εάν το αντικείμενο μετακινηθεί εντός της εστιακής απόστασης, η εικόνα γίνεται εικονική, όρθια και μεγεθυμένη.
- ΕρώτησηΌταν ένα αντικείμενο τοποθετείται στην εστία ενός συγκλίνοντος φακού, πού θα βρίσκεται το είδωλο; ΑπάντησηΌταν ένα αντικείμενο τοποθετείται στην εστία ενός συγκλίνοντος φακού, το είδωλο σχηματίζεται στο άπειρο.
- ΕρώτησηΜπορεί ένας συγκλίνων φακός να σχηματίσει ένα όρθιο είδωλο; ΑπάντησηΝαι, ένας συγκλίνων φακός μπορεί να σχηματίσει μια κατακόρυφη εικόνα, αλλά μόνο όταν το αντικείμενο τοποθετείται εντός του εστιακού σημείου. Σε αυτήν την περίπτωση, η εικόνα που σχηματίζεται είναι εικονική, κατακόρυφη και μεγεθυμένη.
- ΕρώτησηΕπηρεάζει το υλικό του φακού (γυαλί, πλαστικό κ.λπ.) τις ιδιότητες της εικόνας που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό; ΑπάντησηΤο υλικό του φακού μπορεί να επηρεάσει την εστιακή απόσταση λόγω διαφορετικών δεικτών διάθλασης, οι οποίοι με τη σειρά τους μπορούν να επηρεάσουν τη θέση και το μέγεθος της εικόνας. Αλλά αυτό δεν θα αλλάξει τον θεμελιώδη κανόνα: ένας συγκλίνοντας φακός σχηματίζει μια πραγματική και ανεστραμμένη εικόνα όταν το αντικείμενο βρίσκεται πέρα από το εστιακό σημείο και μια εικονική, όρθια και μεγεθυμένη εικόνα όταν το αντικείμενο βρίσκεται εντός του εστιακού σημείου.
-
Ερώτηση : Τι συμβαίνει στο είδωλο που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό καθώς το αντικείμενο κινείται από το εστιακό σημείο προς τον φακό; Απάντηση : Καθώς το αντικείμενο κινείται από το εστιακό σημείο προς τον φακό, το είδωλο απομακρύνεται από τον φακό κατά μήκος της αντίθετης πλευράς, μεγαλώνει και τελικά γίνεται ένα εικονικό, όρθιο και μεγεθυμένο είδωλο όταν το αντικείμενο βρίσκεται εντός του εστιακού σημείου.
