Άρθρο σχετικά με τους αποκλίνοντες (κοίλους) φακούς
Ορισμός των κοίλων φακών
Ένας τύπος φακού που χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή είναι ο κοίλος φακός. Ένας κοίλος φακός είναι ένας φακός με λεπτότερο κέντρο αλλά παχύτερες άκρες. Οι κοίλοι φακοί είναι συνήθως κυκλικοί, αν και υπάρχουν και φακοί που δεν είναι κυκλικοί. Οι κοίλοι φακοί, όπως και οι κυρτοί φακοί, είναι κατασκευασμένοι από γυαλί, έτσι ώστε ο φακός να έχει δείκτη διάθλασης μεγαλύτερο από τον δείκτη διάθλασης του αέρα.
Τύποι κοίλων φακών
Γενικά, υπάρχουν τρεις τύποι κοίλων φακών, όπου το σχήμα του φακού μοιάζει με το παρακάτω σχήμα (πλάγια όψη).
Η χρήση κοίλων φακών
Εάν τα μάτια ενός ατόμου δεν μπορούν να δουν καθαρά μακρινά αντικείμενα ή το άτομο έχει μυωπία, τότε χρησιμοποιεί έναν κοίλο φακό ή έναν αποκλίνοντα φακό ή έναν αρνητικό φακό για να βοηθήσει την όρασή του. Οι κοίλοι φακοί χρησιμοποιούνται σε γυαλιά οράσεως ή φακούς επαφής για να βοηθήσουν ένα άτομο να δει αντικείμενα. Εκτός από την εφαρμογή τους σε οπτικά γυαλιά και φακούς επαφής, οι κοίλοι φακοί χρησιμοποιούνται επίσης στο οπτικό τηλεσκόπιο.
Το εστιακό σημείο (F) του κοίλου φακού
Παρατηρήστε το σχήμα. 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 προσπίπτει στην επιφάνεια του φακού, η οποία είναι κοίλη, και ο φακός τη διαθλά. Η διάθλαση του φωτός από τον κοίλο φακό υπακούει στον νόμο της διάθλασης του φωτός. Όλες οι ακτίνες φωτός διαθλώνται σαν να προέρχονται από το εστιακό σημείο του F2 , και η διαθλώμενη δέσμη φωτός διαδίδεται σε διάφορες κατευθύνσεις. Η διαθλώμενη δέσμη φωτός διαδίδεται σε πολλαπλές κατευθύνσεις, έτσι ώστε ο κοίλος φακός να ονομάζεται αποκλίνων φακός.
Το κεντρικό σημείο του F2 είναι η θέση της εικόνας από ένα πολύ μακρινό αντικείμενο. Εάν η δέσμη φωτός που διαθλάται από έναν κοίλο φακό προέρχεται από τον ήλιο, η εικόνα του ήλιου θα εμφανιστεί στο εστιακό σημείο του F2Το ανθρώπινο μάτι θεωρεί ότι η δέσμη φωτός κινείται ευθύγραμμα. Επομένως, η δέσμη φωτός διαθλάται σαν να προέρχεται από το F2 εστιακό σημείο, παρόλο που η διαθλώμενη ακτίνα φωτός δεν διέρχεται από το εστιακό σημείο. Επειδή η δέσμη φωτός δεν διέρχεται από το εστιακό σημείο, το εστιακό σημείο του κοίλου φακού είναι εικονικό και η εικόνα του αντικειμένου που μοιάζει σαν να βρίσκεται στο εστιακό σημείο είναι επίσης εικονική.
Η εικόνα του κοίλου φακού
Οι κοίλοι φακοί μπορούν να σχηματίσουν μόνο 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. Ο σχηματισμός εικόνας από τους κοίλους φακούς εξηγείται λεπτομερώς στο θέμα του σχηματισμού εικόνας από τους κοίλους φακούς.
10 εννοιολογικές ερωτήσεις και απαντήσεις σχετικά με τους αποκλίνοντες (κοίλους) φακούς.
1. Τι είναι ένας αποκλίνων φακός και ποια είναι τα βασικά χαρακτηριστικά του;
Ένας αποκλίνων φακός, επίσης γνωστός ως κοίλος φακός, είναι ένας φακός που απλώνει τις ακτίνες φωτός που έχουν διαθλαστεί. Βασικά χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν το λεπτότερο κέντρο από τις άκρες, τις ακτίνες φωτός που αποκλίνουν μετά τη διάθλαση και σχηματίζουν πάντα μια εικονική, όρθια και μειωμένη εικόνα.
2. Πώς επηρεάζει ένας αποκλίνων φακός τις παράλληλες ακτίνες φωτός;
Ένας αποκλίνων φακός θα προκαλέσει την εξάπλωση (απόκλιση) παράλληλων ακτίνων φωτός και θα φαίνεται ότι προέρχονται από ένα μόνο σημείο που ονομάζεται εστιακό σημείο. Το εστιακό σημείο βρίσκεται στην ίδια πλευρά του φακού με το εισερχόμενο φως.
3. Ποιος είναι ο τύπος για την ισχύ του φακού και πώς εφαρμόζεται σε έναν αποκλίνοντα φακό;
Ο τύπος για την ισχύ του φακού είναι P = 1/f, όπου P είναι η ισχύς του φακού και f είναι η εστιακή απόσταση. Για έναν αποκλίνοντα φακό, η εστιακή απόσταση θεωρείται αρνητική, επομένως η ισχύς ενός αποκλίνοντος φακού είναι επίσης αρνητική.
4. Μπορεί ένας αποκλίνων φακός να παράγει μια πραγματική εικόνα; Εξηγήστε.
Όχι, ένας αποκλίνων φακός δεν μπορεί να παράγει μια πραγματική εικόνα. Αυτό συμβαίνει επειδή οι ακτίνες φωτός αποκλίνουν αφού περάσουν μέσα από τον φακό και φαίνεται να προέρχονται από ένα σημείο στην ίδια πλευρά του φακού με την πηγή φωτός, δημιουργώντας έτσι μια εικονική εικόνα.
5. Πώς διαφέρει η εικόνα που σχηματίζεται από έναν αποκλίνοντα φακό από αυτήν που σχηματίζεται από έναν συγκλίνοντα φακό;
Ένας αποκλίνων φακός σχηματίζει μια εικονική, όρθια και μειωμένη εικόνα, ενώ ένας συγκλίνων φακός μπορεί να σχηματίσει πραγματικές, ανεστραμμένες εικόνες (αν το αντικείμενο βρίσκεται πέρα από το εστιακό σημείο) ή εικονικές, όρθιες εικόνες (αν το αντικείμενο βρίσκεται σε θέση πιο κοντά από το εστιακό σημείο).
6. Πώς διαφοροποιεί ο τύπος του κατασκευαστή φακών έναν συγκλίνοντα και έναν αποκλίνοντα φακό;
Ο τύπος του κατασκευαστή του φακού είναι 1/f = (n2/n1 – 1) x (1/R1 – 1/R2), όπου f είναι η εστιακή απόσταση, n2 και n1 είναι οι δείκτες διάθλασης και R1 και R2 είναι οι ακτίνες καμπυλότητας. Για έναν αποκλίνοντα φακό, το R1 είναι αρνητικό και το R2 είναι θετικό (λαμβάνοντας υπόψη τη σύμβαση ότι η ακτίνα είναι θετική εάν το κέντρο καμπυλότητας βρίσκεται στην αντίθετη πλευρά του φωτός), ενώ για έναν συγκλίνοντα φακό, και οι δύο είναι θετικές.
7. Πώς επηρεάζει ένας αποκλίνων φακός την τροχιά μιας ακτίνας φωτός που διέρχεται από το οπτικό του κέντρο;
Μια ακτίνα φωτός που διέρχεται από το οπτικό κέντρο ενός αποκλίνοντος φακού συνεχίζει σε ευθεία γραμμή, ανεπηρέαστη από τον φακό. Αυτό συμβαίνει επειδή η γωνία πρόσπτωσης του φωτός είναι 0° στο οπτικό κέντρο.
8. Ποια είναι η εστιακή απόσταση ενός αποκλίνοντος φακού και πώς αναπαρίσταται συμβατικά;
Η εστιακή απόσταση ενός αποκλίνοντος φακού είναι η απόσταση μεταξύ του φακού και του σημείου από το οποίο φαίνεται να προέρχονται οι αποκλίνουσες ακτίνες φωτός. Συμβατικά, αναπαρίσταται ως αρνητική τιμή, που υποδεικνύει ότι η εστίαση βρίσκεται στην ίδια πλευρά του φακού με το εισερχόμενο φως.
9. Τι συμβαίνει στο μέγεθος και τη θέση της εικόνας όταν ένα αντικείμενο απομακρύνεται περισσότερο από έναν αποκλίνοντα φακό;
Καθώς ένα αντικείμενο απομακρύνεται περισσότερο από έναν αποκλίνοντα φακό, το μέγεθος της εικόνας μειώνεται και η θέση της εικόνας κινείται πιο κοντά στον φακό. Ωστόσο, η εικόνα παραμένει όρθια και εικονική.
10. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποκλίνοντες φακοί για τη διόρθωση ορισμένων οφθαλμικών ελαττωμάτων; Εάν ναι, ποιοι;
Ναι, οι αποκλίνοντες φακοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη διόρθωση της μυωπίας ή της μυωπίας. Αυτή η πάθηση χαρακτηρίζεται από την αδυναμία του ματιού να εστιάσει σε μακρινά αντικείμενα, με αποτέλεσμα να φαίνονται θολά. Ο αποκλίνων φακός βοηθάει διαχέοντας το φως πριν εισέλθει στο μάτι, μετακινώντας ουσιαστικά την εικόνα πίσω στον αμφιβληστροειδή.
