מאמר על דיאגרמות קרניים עבור עדשות מתכנסות (קמורות)
אם עצם נמצא בצד אחד של העדשה הקמורה, העדשה הקמורה יכולה ליצור את דמותו של העצם. אם מיקום העצם בצד אחד של העדשה הקמורה ידוע, כיצד ניתן לצייר את צורת דמותו של העצם? נניח שעצם נמצא בצד שמאל של העדשה הקמורה, כפי שמוצג להלן.
קו כתום = עדשה קמורה
קו כחול = ציר ראשי
חץ (ירוק) = אובייקט
F1 = אורך מוקד 1 ו-F2 = אורך מוקד 2
צורת הדימוי של העצם מתקבלת על ידי ציור כל אלומות האור העוברות דרכו, אך זה פחות פרקטי מכיוון שיהיו קווים רבים המייצגים אלומות אור. לשם הפשטות, נבחרו רק כמה אלומות אור כדי לייצג את כל אלומות האור העוברות דרך העצם. מכיוון שאירוע זה כרוך בשבירת אור, יש לציית לחוק שבירת האור בעת ציור יצירת התמונה.
שלוש אלומות אור או שלוש קרניים
קרן 1:
קרן 1 או אלומת האור 1 המגיעה לכיוון העדשה הקמורה נמשכת במקביל לציר הראשי של העדשה ונוגעת בקצה העליון של העצם,
לאחר מכן נשבר על ידי העדשה הקמורה, כאשר קרן האור השבורה חייבת לעבור דרך נקודת המוקד 2. הקרניים הנכנסות וקריני השבירה הנמשכות חייבות לעמוד בחוק שבירת האור.
קרן 2:
קרן 2 או אלומת האור 2 המגיעה לעדשה הקמורה נמשכת כך שתעבור את נקודת המוקד 1 ותגע בקצה העליון של העצם,
לאחר מכן נשבר על ידי העדשה הקמורה, כאשר אלומת האור הנשברת חייבת להיות מקבילה לציר הראשי. הקרניים הנכנסות וקרני השבירה הנמשכות חייבות לעמוד בחוק שבירת האור.
קרן 3:
קרן האור 3 או אלומת האור 2 המגיעה לעדשה הקמורה נמשכת לעבור דרך נקודת החיתוך של העדשה הקמורה והציר הראשי ונוגעת בקצה העליון של העצם; לאחר מכן אלומת האור מופנית קדימה.
היווצרות התמונה (שתי קרניים)
ניתן לצייר את מבנה התמונה באמצעות שתי קרניים בלבד, כפי שמוצג להלן. אם משתמשים בשתי קרניים, ישנן שלוש אפשרויות ליצירת תמונות.
קרן 1 ו-2
קרן 1 ו-3
קרן 2 ו-3
יש להתאים את דמות תצורת התמונה באמצעות שתי קרני אור בלבד לפי מרחק העצם מהעדשה הקמורה. אם מרחק העצם מהעדשה הקמורה הוא כמו באיור למעלה, ישנן שלוש דרכים לצייר את תצורת התמונה באמצעות שתי קרניים בלבד. אם מרחק העצם מהעדשה הקמורה שונה מהאיור למעלה, לדוגמה, העצם נמצא בין נקודת המוקד למרכז העקמומיות,
אז אין צורך בשלוש דרכים לצייר את תצורת התמונה, אולי יש רק שתי דרכים לצייר.
אם אתה מצייר תצורת תמונה באמצעות עדשה קמורה, אתה יכול לבחור שיטה אחת.
היווצרות התמונה (שלוש קרניים)
ניתן לצייר את תצורת האובייקט באמצעות שלוש קרניים, כפי שמוצג להלן.
אם מרחק העצם מהעדשה הקמורה אינו כמו באיור למעלה, לדוגמה, העצם נמצא בין העדשה הקמורה לנקודת המוקד, או שעצם נמצא בין נקודת המוקד למרכז העקמומיות של העדשה הקמורה, אז אין צורך לצייר את תצורת התמונה באמצעות שלוש דרכים כמו באיור למעלה. יכולות להיות רק שתי דרכים לצייר את תצורת התמונה.
- שאלהמהן שלוש הקרניים העיקריות המשמשות בציור דיאגרמות קרניים עבור עדשה מתכנסת? תשובהשלוש הקרניים העיקריות הן: (1) קרן מקבילה הנכנסת במקביל לציר הראשי ועוברת דרך נקודת המוקד הרחוקה לאחר שבירה; (2) קרן מרכזית העוברת ישר דרך מרכז העדשה ללא סטייה; (3) קרן המוקד המתקרבת לעדשה ועוברת דרך נקודת המוקד הקרובה ועוזבת את העדשה במקביל לציר הראשי.
- שאלהכיצד מתנהגת הקרן העוברת דרך המרכז האופטי של העדשה בדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת? תשובההקרניים שעוברות דרך המרכז האופטי של העדשה ממשיכות באותו כיוון מבלי להתכופף. הסיבה לכך היא ששני משטחי העדשה במרכז האופטי מקבילים ולכן אין סטייה נטו.
- שאלהבדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת, לאן נשברת הקרן שנעה בתחילה במקביל לציר הראשי? תשובהקרן האור שעוברת בתחילה במקביל לציר הראשי נשברת דרך העדשה ועוברת דרך נקודת המוקד בצד השני של העדשה.
- שאלהכיצד מתנהגת הקרן העוברת דרך נקודת המוקד הקרובה בדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת? תשובההקרן העוברת דרך נקודת המוקד הקרובה, בעת שבירה, תצא מהעדשה ותנוע במקביל לציר הראשי.
- שאלהבדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת, היכן מצטלבות הקרניים השבורות כאשר העצם נמצא מעבר לנקודת המוקד? תשובהכאשר העצם נמצא מעבר לנקודת המוקד, הקרניים השבורות מצטלבות בצד הנגדי של העדשה, ויוצרות תמונה אמיתית ופוכה.
- שאלהמה מייצג נקודת החיתוך של הקרניים השבורות בדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת? תשובהנקודת החיתוך של הקרניים השבורות מייצגת את מיקום התמונה שנוצרת על ידי העדשה. זוהי יכולה להיות תמונה אמיתית או וירטואלית, בהתאם למיקום העצם.
- שאלהכיצד משתנה מיקום התמונה בתרשים קרניים כאשר העצם נע מאינסוף לכיוון העדשה? תשובהכאשר העצם נע מאינסוף לכיוון העדשה, התמונה נעה מנקודת המוקד בצד הנגדי של העדשה לכיוון האינסוף. אם העצם חוצה את נקודת המוקד ונכנס לתוכה, התמונה הופכת וירטואלית, זקופה ומוגדלת, ונראית כאילו היא ממוקמת באותו צד כמו העצם.
- שאלהבדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת, מהיכן נראות הקרניים השבורות מתרחקות כאשר העצם נמצא בתוך נקודת המוקד? תשובהכאשר העצם נמצא בנקודת המוקד, הקרניים הנשברות נראות כאילו הן מתרחקות מנקודה באותו צד של העדשה כמו העצם, דבר המצביע על מיקום התמונה הווירטואלית, הזקופה והמוגדלת.
- שאלהמה המשמעות של הקרניים השבורות בדיאגרמת קרניים עבור עדשה מתכנסת אינן מצטלבות? תשובהאם הקרניים הנשברות אינן מצטלבות, פירוש הדבר שהתמונה שנוצרת היא וירטואלית. זה קורה כאשר העצם ממוקם בתוך אורך המוקד של העדשה. במקרה זה, הקרניים נראות כאילו הן מתפצלות מנקודה מאחורי העדשה בצד העצם.
-
שאלה : כיצד משפיע חומר העדשה על דיאגרמת הקרניים של עדשה מתכנסת? תשובה : חומר העדשה משפיע על מקדם השבירה שלה. מקדם שבירה גבוה יותר גורם לקרניים להתכופף יותר עם כניסתן לעדשה, ומשנה את מיקומי נקודות המוקד ובכך משפיע על דיאגרמת הקרניים המתקבלת. עם זאת, הכללים הבסיסיים לציור דיאגרמת הקרניים נשארים זהים.
