Straipsnis apie sklaidomuosius (įgaubtus) lęšius
Įgaubtų lęšių apibrėžimas
Vienas iš kasdieniame gyvenime naudojamų lęšių tipų yra įgaubti lęšiai. Įgaubtas lęšis yra lęšis su plonesniu centru ir storesniais kraštais. Įgaubti lęšiai paprastai yra apskriti, nors yra ir neapvalių lęšių. Įgaubti lęšiai, kaip ir išgaubti lęšiai, yra pagaminti iš stiklo, todėl lęšio lūžio rodiklis yra didesnis nei oro lūžio rodiklis.
Įgaubtų lęšių tipai
Apskritai yra trys įgaubtų lęšių tipai, kurių forma atrodo kaip parodyta paveikslėlyje žemiau (vaizdas iš šono).
Įgaubtų lęšių naudojimas
Jei žmogaus akys negali aiškiai matyti tolimų objektų arba žmogus yra trumparegis, jis naudoja įgaubtą, divergentinį arba neigiamą lęšį, kad pagerintų savo regėjimą. Įgaubti lęšiai naudojami akiniuose arba kontaktiniuose lęšiuose, kad padėtų žmogui matyti objektus. Be optinių akinių ir kontaktinių lęšių, įgaubti lęšiai taip pat naudojami optiniame teleskope.
Įgaubto lęšio židinio taškas (F)
Atkreipkite dėmesį į paveikslą. Šviesos spindulys, sklindantis iš labai toli esančių objektų, tokių kaip saulė, yra lygiagretus lęšio pagrindinei ašiai. Paveiksle lęšio pagrindinė ašis yra mėlyna linija.
Šviesos spindulys krinta ant įgaubto lęšio paviršiaus, ir lęšis jį laužia. Šviesos lūžis įgaubtame lęšyje paklūsta šviesos lūžio dėsniui. Visi šviesos spinduliai lūžta taip, tarsi sklistų iš F2 židinio taško , ir lūžęs šviesos spindulys sklinda įvairiomis kryptimis. Lūžęs šviesos spindulys sklinda keliomis kryptimis, todėl įgaubtas lęšis vadinamas divergentiniu lęšiu.
F pagrindinis taškas2 yra labai tolimo objekto atvaizdo vieta. Jei įgaubto lęšio lūžta šviesos spindulys sklinda iš saulės, saulės atvaizdas atsiras F židinio taške.2Žmogaus akis mano, kad šviesos spindulys juda tiesiai. Todėl šviesos spindulys lūžta taip, tarsi sklistų iš F.2 židinio taškas, net jei lūžęs šviesos spindulys neperžengia židinio taško. Kadangi šviesos spindulys neperžengia židinio taško, įgaubto lęšio židinio taškas yra virtualus, o objekto, kuris atrodo lyg būtų židinio taške, vaizdas taip pat yra virtualus.
Įgaubto lęšio vaizdas
Įgaubti lęšiai gali formuoti tik virtualius vaizdus. Virtualus vaizdas neegzistuoja, o tarsi egzistuotų, nes žmogaus akis mato tiesiai judantį šviesos spindulį, todėl žmogaus smegenys daro išvadą, kad vaizdas egzistuoja. Jei ekranas pastatytas toje vietoje, kur yra virtualus vaizdas, ekrane vaizdo nėra. Vaizdo formavimas įgaubtais lęšiais išsamiai paaiškintas temoje apie vaizdo formavimą įgaubtais lęšiais.
10 konceptualių klausimų ir atsakymų apie diversifikuojančius (įgaubtus) lęšius.
1. Kas yra sklaidomasis lęšis ir kokios yra jo pagrindinės charakteristikos?
Sklaidomasis lęšis, dar vadinamas įgaubtu lęšiu, yra lęšis, kuris išsklaido lūžusius šviesos spindulius. Pagrindinės jo savybės: plonesnis centras nei kraštai, šviesos spinduliai po lūžio išsišakoja ir visada sudaro virtualų, vertikalų ir sumažintą vaizdą.
2. Kaip sklaidomasis lęšis veikia lygiagrečius šviesos spindulius?
Sklaidantis lęšis sukels lygiagrečių šviesos spindulių sklaidą (išsišakojimą) ir atrodys, kad jie sklinda iš vieno taško, vadinamo židinio tašku. Židinio taškas yra toje pačioje lęšio pusėje kaip ir krintanti šviesa.
3. Kokia yra lęšio galios formulė ir kaip ji taikoma sklaidančiajam lęšiui?
Lęšio galios formulė yra P = 1/f, kur P yra lęšio galia, o f – židinio nuotolis. Sklaidomojo lęšio židinio nuotolis laikomas neigiamu, todėl sklaidomojo lęšio galia taip pat yra neigiama.
4. Ar sklaidomasis lęšis gali sukurti tikrą vaizdą? Paaiškinkite.
Ne, sklaidomasis lęšis negali sukurti tikro vaizdo. Taip yra todėl, kad šviesos spinduliai, praėjus pro lęšį, išsisklaido ir atrodo sklindantys iš taško, esančio toje pačioje lęšio pusėje kaip ir šviesos šaltinis, todėl susidaro virtualus vaizdas.
5. Kuo skiriasi sklaidančiojo lęšio suformuotas vaizdas nuo konverguojančiojo lęšio suformuoto vaizdo?
Sklaidantis lęšis sudaro virtualų, vertikalų ir sumažintą vaizdą, o konverguojantis lęšis gali sudaryti tikrus, apverstus vaizdus (jei objektas yra už židinio taško) arba virtualius, vertikalus vaizdus (jei objektas yra arčiau židinio taško).
6. Kaip lęšių gamintojo formulė skiria konverguojantį ir sklaidantįjį lęšius?
Lęšio gamintojo formulė yra 1/f = (n2/n1 – 1) x (1/R1 – 1/R2), kur f yra židinio nuotolis, n2 ir n1 yra lūžio rodikliai, o R1 ir R2 yra kreivumo spinduliai. Sklaidančiajam lęšiui R1 yra neigiamas, o R2 – teigiamas (atsižvelgiant į susitarimą, kad spindulys yra teigiamas, jei kreivumo centras yra priešingoje šviesos pusėje), o glaudžiamajam lęšiui abu yra teigiami.
7. Kaip sklaidomasis lęšis veikia šviesos spindulio, einančio per jo optinį centrą, kelią?
Šviesos spindulys, praėjęs per sklaidančiojo lęšio optinį centrą, tęsiasi tiesia linija, lęšio neveikiamas. Taip yra todėl, kad šviesos kritimo kampas optiniame centre yra 0°.
8. Koks yra sklaidančiojo lęšio židinio nuotolis ir kaip jis paprastai vaizduojamas?
Sklaidančiojo lęšio židinio nuotolis yra atstumas tarp lęšio ir taško, iš kurio, atrodo, sklinda sklaidantys šviesos spinduliai. Paprastai jis pateikiamas kaip neigiama vertė, rodanti, kad židinys yra toje pačioje lęšio pusėje kaip ir krintanti šviesa.
9. Kas nutinka vaizdo dydžiui ir padėčiai, kai objektas tolsta nuo sklaidančiojo lęšio?
Objektui tolstant nuo sklaidomojo lęšio, vaizdo dydis mažėja, o vaizdo padėtis artėja prie lęšio. Tačiau vaizdas išlieka vertikalus ir virtualus.
10. Ar galima naudoti sklaidomuosius lęšius tam tikriems akių defektams koreguoti? Jei taip, kokius?
Taip, sklaidomieji lęšiai gali būti naudojami trumparegystės arba trumparegystės korekcijai. Šiai būklei būdingas akies nesugebėjimas sufokusuoti tolimų objektų, todėl jie atrodo neryškūs. Sklaidomieji lęšiai padeda išsklaidyti šviesą prieš jai patenkant į akį, efektyviai perkeldami vaizdą atgal į tinklainę.
