Artigo sobre diagramas de raios para lentes diverxentes (cóncavas)
Se un obxecto está nun lado da lente cóncava, a lente cóncava pode formar a imaxe do obxecto. Se se coñece a posición do obxecto nun lado da lente cóncava, como debuxar a formación da imaxe do obxecto? Supoñamos que un obxecto está no lado esquerdo da lente cóncava, como se mostra na figura seguinte.
Liña laranxa = lente cóncava
Liña azul = o eixo principal
Frecha (verde) = obxecto
F1 = a distancia focal 1 e F2 = a distancia focal 2
A figura da imaxe do obxecto obtense debuxando todos os feixes de luz que pasan a través do obxecto, pero isto é menos práctico porque haberá moitas liñas que representarán os feixes de luz. Para simplificar, só se escolle uns poucos feixes de luz para representar todos os feixes de luz que pasan a través do obxecto. Dado que este evento implica a refracción da luz, débese obedecer a lei da refracción da luz ao debuxar a formación da imaxe.
Tres raios de luz ou tres feixes de luz
Raio 1:
O raio 1 que chega á lente cóncava debúxase paralelo ao eixe principal e toca o bordo superior do obxecto,
despois refractada pola lente cóncava, onde o feixe de luz se refracta coma se proviñese do punto focal. Os raios incidentes e os raios refractivos que deben cumprir a lei da refracción da luz.
Raio 2:
O raio 2 que se achega á lente cóncava debúxase coma se fose ao punto focal e tocase o extremo superior do obxecto,
despois refractada pola lente cóncava, onde o feixe de luz refractado debe ser paralelo ao eixe principal. Os raios incidentes e os raios refractivos que se debuxan deben cumprir a lei da refracción da luz.
Raio 3:
O raio 3 que chega á lente cóncava é debuxado máis alá do punto de intersección da lente cóncava e o eixe principal.
Formación de imaxes (dous raios)
A formación da imaxe pódese debuxar usando só dous raios, como se mostra a continuación. Se se usan dous raios, hai tres figuras posibles da formación da imaxe.
Raio 1 e 2
Raio 1 e 3
Raio 2 e 3
Debuxa a formación da imaxe usando só dous raios que deben axustarse á distancia do obxecto á lente cóncava. Se a distancia do obxecto á lente cóncava é como na figura anterior, hai tres xeitos de debuxar a formación da imaxe usando só dous raios. Se a distancia do obxecto á lente cóncava é diferente da figura anterior,
Por exemplo, se o obxecto está entre o punto focal e a lente, non hai necesidade de tres xeitos de debuxar a formación da imaxe, quizais só haxa dous xeitos de debuxar.
Se debuxas a formación da imaxe mediante a lente cóncava, podes escoller un método e non necesitas usar dous ou tres xeitos.
Formación de imaxes (tres raios)
A formación da imaxe pódese debuxar usando tres raios, como se mostra na figura seguinte.
Se a distancia do obxecto á lente cóncava non é como na figura anterior, por exemplo, se o obxecto está entre a lente cóncava e o punto focal,
ou o obxecto está entre o punto focal e o centro da curvatura da lente cóncava, entón non é necesario que a formación da imaxe se poida debuxar de tres xeitos como na figura anterior. Só pode haber dous xeitos de debuxar a formación da imaxe.
Observe a imaxe de exemplo da formación da imaxe pola lente cóncava, onde a distancia do obxecto ás lentes cóncavas varía, en relación coa formación da imaxe pola lente cóncava.
10 preguntas e respostas conceptuais sobre diagramas de raios para unha lente diverxente (cóncava).
1. Cal é o propósito dun diagrama de raios no contexto dunha lente diverxente?
Un diagrama de raios é unha representación esquemática que mostra como os raios de luz cambian de dirección cando pasan a través dunha lente. No contexto dunha lente diverxente, ilustra como os raios de luz incidentes diverxen despois de pasar a través da lente e como parecen orixinarse nun único punto no mesmo lado da lente que a luz entrante (o punto focal).
2. Cales son os raios estándar que se empregan para debuxar un diagrama de raios para unha lente diverxente?
Úsanse tres raios estándar:
- O primeiro raio viaxa paralelo ao eixe principal e despois parece orixinarse no punto focal despois da refracción.
- O segundo raio pasa directamente a través do centro da lente sen refractarse.
- O terceiro raio diríxese cara ao punto focal do lado oposto da lente e sae paralelo ao eixe principal.
3. En que se diferencia a imaxe formada por unha lente diverxente nos diagramas de raios en comparación cunha lente converxente?
Nos diagramas de raios, unha lente diverxente sempre forma unha imaxe virtual, vertical e diminuída situada no mesmo lado da lente que o obxecto. Pola contra, unha lente converxente pode formar imaxes reais e invertidas (se o obxecto está máis alá do punto focal) ou imaxes virtuais e verticais (se o obxecto está máis preto que o punto focal).
4. Por que a imaxe formada por unha lente diverxente é sempre virtual como se ve nos diagramas de raios?
Nos diagramas de raios para lentes diverxentes, os raios refractados diverxen e en realidade non se atopan no outro lado da lente. En cambio, parecen orixinarse nun punto do mesmo lado da lente que o obxecto, o que resulta nunha imaxe virtual.
5. Como se pode determinar o aumento dunha imaxe a partir dun diagrama de raios dunha lente diverxente?
A ampliación dunha imaxe pódese determinar a partir dun diagrama de raios comparando a altura da imaxe (tomada desde o eixe principal ata a parte superior da imaxe) coa altura do obxecto. No caso dunha lente diverxente, a imaxe sempre será máis pequena que o obxecto, o que indica unha ampliación inferior a 1.
6. Cal é a función do eixe principal nun diagrama de raios dunha lente diverxente?
O eixe principal nun diagrama de raios é a liña que pasa polo centro da lente e é perpendicular a ela. Serve como liña de referencia para trazar a traxectoria dos raios de luz e localizar o obxecto, a imaxe e os puntos focais.
7. Como se representa o punto focal nun diagrama de raios dunha lente diverxente?
Nun diagrama de raios, o punto focal dunha lente diverxente represéntase como o punto desde o cal os raios de luz paralelos ao eixe principal parecen diverxer despois de pasar a través da lente. Este punto está situado no mesmo lado da lente que a luz incidente.
8. Nun diagrama de raios para unha lente diverxente, como se relaciona a distancia entre a lente e a imaxe coa distancia ao obxecto e a distancia focal?
A relación vén dada pola fórmula da lente 1/f = 1/v – 1/u, onde f é a distancia focal, v é a distancia da imaxe e u é a distancia do obxecto. Dado que unha lente diverxente ten unha distancia focal negativa, a distancia da imaxe tamén é negativa, o que indica que a imaxe se forma no mesmo lado da lente que o obxecto.
9. Como se pode predicir a localización da imaxe usando un diagrama de raios para unha lente diverxente?
A localización da imaxe pódese predicir estendendo os raios refractados cara atrás no lado do obxecto ata que se atopen. O punto onde as extensións destes raios se intersecan é a localización da imaxe.
10. Que lle ocorre á imaxe no diagrama de raios a medida que o obxecto se achega a unha lente diverxente?
A medida que o obxecto se achega á lente diverxente, a imaxe tamén se achega á lente pero permanece no mesmo lado. Ademais, o tamaño da imaxe faise máis pequeno a medida que o obxecto se achega á lente.
