Artikkel hajuvate (nõgusate) läätsede kiirdiagrammide kohta
Kui objekt asub nõgusläätse ühel küljel, saab nõguslääts moodustada objekti kujutise. Kui objekti asukoht nõgusläätse ühel küljel on teada, kuidas joonistada objekti kujutise moodustumist? Oletame, et objekt asub nõgusläätse vasakul küljel, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Oranž joon = nõgus lääts
Sinine joon = peatelg
Nool (roheline) = objekt
F1 = fookuskaugus 1 ja F2 = fookuskaugus 2
Objekti kujutise joonis saadakse kõigi objektist läbivate valguskiirte joonistamise teel, kuid see on vähem praktiline, kuna valguskiiri esindab palju jooni. Lihtsuse mõttes valitakse kõigi objektist läbivate valguskiirte kujutamiseks vaid paar valguskiirt. Kuna see sündmus hõlmab valguse murdumist, tuleb kujutise moodustamisel järgida valguse murdumise seadust.
Kolm valgusvihku või kolm kiirt
kiir 1:
Nõgusläätse saabuv kiir 1 on joonistatud paralleelselt peateljega ja puudutab objekti ülemist serva,
seejärel murdub nõgusläätse abil, kus valguskiir murdub justkui tuleks fookuspunktist. Sissetulevad kiired ja murduvad kiired, mis peavad vastama valguse murdumise seadusele.
kiir 2:
Nõgusläätse poole lähenev 2. kiir joonistatakse justkui suunduks fookuspunkti ja puudutaks objekti ülemist otsa,
Seejärel murdub nõguslääts, kus murdunud valgusvihk peab olema paralleelne peateljega. Sissetulevad kiired ja eralduvad murduvad kiired peavad vastama valguse murdumise seadusele.
kiir 3:
Nõgusläätse saabuv 3. kiir tõmmatakse nõgusläätse ja peatelje lõikepunktist mööda.
Kujutise moodustumine (kaks kiirt)
Kujutise moodustise saab joonistada ainult kahe kiirga, nagu allpool näidatud. Kahe kiirgamise korral on kujutise moodustumine võimalik kolmel kujul.
Kiir 1 ja 2
Kiir 1 ja 3
Kiir 2 ja 3
Kujutise moodustamine ainult kahe kiirga, mis tuleb kohandada objekti kaugusele nõgusläätsest. Kui objekti kaugus nõgusläätsest on nagu ülaltoodud joonisel, on kujutise moodustamiseks ainult kahe kiirga kolm võimalust. Kui objekti kaugus nõgusläätsest erineb ülaltoodud joonisel kujutatust,
Näiteks kui objekt asub fookuspunkti ja objektiivi vahel, siis pole vaja kolme viisi pildi moodustamiseks, võib-olla on ainult kaks joonistamisviisi.
Kui joonistate pildi moodustumist nõgusläätse abil, saate valida ühe meetodi ja te ei pea kasutama kahte või kolme viisi.
Kujutise moodustumine (kolm kiirt)
Kujutise moodustumist saab joonistada kolme kiire abil, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Kui objekti kaugus nõgusläätsest ei ole selline, nagu ülaltoodud joonisel, näiteks kui objekt asub nõgusläätse ja fookuspunkti vahel,
Või kui objekt asub nõgusläätse fookuspunkti ja kõveruse keskpunkti vahel, siis ei ole vaja, et kujutise moodustumist saaks joonistada kolmel viisil, nagu ülaltoodud joonisel. Kujutise moodustumist saab joonistada ainult kahel viisil.
Palun jälgige nõgusläätse kujutise moodustumise näidiskujutist, kus objekti kaugus nõgusläätsedest varieerub seoses nõgusläätse kujutise moodustumisega.
10 kontseptuaalset küsimust ja vastust hajuva (nõgusa) läätse kiirdiagrammide kohta.
1. Mis on kiirdiagrammi eesmärk hajuva läätse kontekstis?
Kiirdiagramm on skemaatiline esitus, mis näitab, kuidas valguskiired muudavad suunda läätse läbimisel. Hajuva läätse kontekstis illustreerib see, kuidas langevad valguskiired pärast läätse läbimist hajuvad ja kuidas nad näivad pärinevat ühest punktist läätse samal küljel kui langev valgus (fookuspunkt).
2. Milliseid standardkiire kasutatakse hajuva läätse kiirdiagrammi joonistamiseks?
Kasutatakse kolme standardkiirt:
- Esimene kiir liigub paralleelselt peateljega ja pärast murdumist näib lähtuvat fookuspunktist.
- Teine kiir läbib läätse keskpunkti otse ja ei murdu.
- Kolmas kiir on suunatud läätse vastasküljel asuva fookuspunkti poole ja väljub paralleelselt peateljega.
3. Mille poolest erineb hajuva läätse moodustatud kujutis kiirdiagrammides koondava läätse moodustatud kujutisest?
Kiirdiagrammidel moodustab hajuv lääts alati virtuaalse, püstise ja vähendatud kujutise, mis asub objektiga samal läätse küljel. Koondav lääts seevastu võib moodustada reaalseid, ümberpööratud kujutisi (kui objekt asub fookuspunktist kaugemal) või virtuaalseid, püstiseid kujutisi (kui objekt asub fookuspunktist lähemal).
4. Miks on hajuva läätse moodustatud kujutis alati virtuaalne, nagu on näha kiirdiagrammidel?
Hajuvläätsede kiirte diagrammidel hajuvad murdunud kiired ja ei kohtu tegelikult läätse teisel pool. Selle asemel näivad nad lähtuvat punktist, mis asub objektiga samal küljel, mille tulemuseks on virtuaalne kujutis.
5. Kuidas saab hajuva läätse kiirdiagrammi põhjal määrata pildi suurendust?
Kujutise suurendust saab kiirdiagrammi abil määrata, võrreldes kujutise kõrgust (mõõdetuna peateljest kujutise ülaosani) objekti kõrgusega. Hajutava läätse korral on kujutis alati objektist väiksem, mis näitab suurendust alla 1.
6. Milline on peatelje roll hajuva läätse kiirdiagrammil?
Kiirdiagrammil on peateljeks joon, mis läbib läätse keskpunkti ja on läätsega risti. See toimib tugijoonena valguskiirte tee jälgimiseks ning objekti, kujutise ja fookuspunktide asukoha määramiseks.
7. Kuidas on fookuspunkt kujutatud hajuva läätse kiirdiagrammil?
Kiirdiagrammil on hajuva läätse fookuspunkt kujutatud punktina, millest peateljega paralleelsed valguskiired pärast läätse läbimist hajuvad. See punkt asub läätse samal küljel kui langev valgus.
8. Kuidas on hajuva läätse kiirdiagrammil läätse ja kujutise vaheline kaugus seotud objekti kauguse ja fookuskaugusega?
Seos on antud läätse valemiga 1/f = 1/v – 1/u, kus f on fookuskaugus, v on kujutise kaugus ja u on objekti kaugus. Kuna hajuval läätsel on negatiivne fookuskaugus, on ka kujutise kaugus negatiivne, mis näitab, et kujutis moodustub läätse samal küljel kui objekt.
9. Kuidas saab hajuva läätse kiirdiagrammi abil kujutise asukohta ennustada?
Kujutise asukohta saab ennustada, pikendades murdunud kiiri objekti poolel tahapoole, kuni nad kohtuvad. Punkt, kus nende kiirte jätkud lõikuvad, ongi kujutise asukoht.
10. Mis juhtub kiirdiagrammil oleva kujutisega, kui objekt liigub hajuvale läätsele lähemale?
Kui objekt liigub hajutavale läätsele lähemale, liigub ka kujutis läätse lähedale, kuid jääb samale küljele. Lisaks muutub kujutise suurus objekti lähenedes läätse lähedale väiksemaks.
