Raksts par staru diagrammām diverģējošām (ieliektām) lēcām
Ja objekts atrodas vienā ieliektās lēcas pusē, ieliektā lēca var veidot objekta attēlu. Ja objekta pozīcija vienā ieliektās lēcas pusē ir zināma, kā uzzīmēt objekta attēla veidojumu? Pieņemsim, ka objekts atrodas ieliektās lēcas kreisajā pusē, kā parādīts attēlā zemāk.
Oranža līnija = ieliektā lēca
Zilā līnija = galvenā ass
Bultiņa (zaļa) = objekts
F1 = fokusa attālums 1 un F2 = fokusa attālums 2
Objekta attēla figūru iegūst, uzzīmējot visus gaismas starus, kas iet caur objektu, taču tas ir mazāk praktiski, jo būs daudz līniju, kas attēlos gaismas starus. Vienkāršības labad tiek izvēlēti tikai daži gaismas stari, lai attēlotu visus gaismas starus, kas iet caur objektu. Tā kā šis notikums ir saistīts ar gaismas laušanu, zīmējot attēla veidojumu, jāievēro gaismas laušanas likums.
Trīs gaismas stari vai trīs stari
Stars 1:
Pirmais stars, kas nonāk ieliektajā lēcā, tiek novilkts paralēli galvenajai asij un pieskaras objekta augšējai malai,
tad lauž ieliektā lēca, kur gaismas stars lūst tā, it kā nāktu no fokusa punkta. Ienākošie stari un laušanas stari, kuriem jāatbilst gaismas laušanas likumam.
Stars 2:
2. stars, kas virzās uz ieliekto lēcu, tiek zīmēts tā, it kā tas virzītos uz fokusa punktu un pieskartos objekta augšējam galam,
pēc tam to lauž ieliektā lēca, kur lauztajam gaismas staram jābūt paralēlam galvenajai asij. Ienākošajiem stariem un refrakcijas stariem, kas tiek novilkti, jāatbilst gaismas laušanas likumam.
Stars 3:
3. stars, kas nonāk ieliektajā lēcā, tiek novilkts garām ieliektās lēcas un galvenās ass krustošanās punktam.
Attēla veidošanās (divi stari)
Attēla veidojumu var uzzīmēt, izmantojot tikai divus starus, kā parādīts zemāk. Ja tiek izmantoti divi stari, attēla veidojumam ir trīs iespējamās figūras.
1. un 2. stars
1. un 3. stars
2. un 3. stars
Attēla veidojuma uzzīmēšanai, izmantojot tikai divus starus, ir jāpielāgo objekta attālums no ieliektās lēcas. Ja objekta attālums no ieliektās lēcas ir tāds, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā, ir trīs veidi, kā uzzīmēt attēla veidojumu, izmantojot tikai divus starus. Ja objekta attālums no ieliektās lēcas atšķiras no iepriekš redzamā,
piemēram, objekts atrodas starp fokusa punktu un lēcu, tad nav nepieciešami trīs veidi, kā uzzīmēt attēla veidojumu, varbūt ir tikai divi veidi, kā uzzīmēt.
Ja attēla veidojumu zīmējat ar ieliektu lēcu, varat izvēlēties vienu metodi un nav jāizmanto divas vai trīs metodes.
Attēla veidošanās (trīs stari)
Attēla veidojumu var uzzīmēt, izmantojot trīs starus, kā parādīts attēlā zemāk.
Ja objekta attālums no ieliektās lēcas nav tāds, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā, piemēram, objekts atrodas starp ieliekto lēcu un fokusa punktu,
vai arī objekts atrodas starp fokusa punktu un ieliektās lēcas izliekuma centru, tad nav nepieciešams, lai attēla veidojumu varētu uzzīmēt, izmantojot trīs veidus, kā parādīts iepriekš redzamajā attēlā. Attēla veidojumu var uzzīmēt tikai divos veidos.
Lūdzu, aplūkojiet attēla veidošanās piemēru ar ieliekto lēcu, kur objekta attālums no ieliektajām lēcām mainās attiecībā uz attēla veidošanos ar ieliekto lēcu.
10 konceptuāli jautājumi un atbildes par staru diagrammām atšķirīgai (ieliektai) lēcai.
1. Kāds ir staru diagrammas mērķis izkliedējošās lēcas kontekstā?
Staru diagramma ir shematisks attēlojums, kas parāda, kā gaismas stari maina virzienu, kad tie iziet cauri lēcai. Diverģējošas lēcas kontekstā tā ilustrē, kā krītošie gaismas stari diverģē pēc iziešanas cauri lēcai un kā tie, šķiet, rodas no viena punkta tajā pašā lēcas pusē, kur ienākošā gaisma (fokusa punkts).
2. Kādi standarta stari tiek izmantoti, lai zīmētu staru diagrammu izkliedējošajai lēcai?
Tiek izmantoti trīs standarta stari:
- Pirmais stars pārvietojas paralēli galvenajai asij un pēc refrakcijas šķietami sākas fokusa punktā.
- Otrais stars iet taisni caur lēcas centru, nelūstot.
- Trešais stars ir vērsts uz fokusa punktu lēcas pretējā pusē un iziet paralēli galvenajai asij.
3. Kā staru diagrammās atšķiras attēls, ko veido izkliedējošā lēca, salīdzinot ar attēlu, ko veido konverģējošā lēca?
Staru diagrammās izkliedējošā lēca vienmēr veido virtuālu, vertikālu un samazinātu attēlu, kas atrodas tajā pašā lēcas pusē, kur objekts. Savukārt konverģējošā lēca var veidot reālus, apgrieztus attēlus (ja objekts atrodas ārpus fokusa punkta) vai virtuālus, vertikālus attēlus (ja objekts atrodas tuvāk par fokusa punktu).
4. Kāpēc attēls, ko veido izkliedējošā lēca, vienmēr ir virtuāls, kā redzams staru diagrammās?
Diverģējošo lēcu staru diagrammās lauztie stari diverģē un faktiski nesatiekas lēcas otrā pusē. Tā vietā tie šķietami rodas no punkta tajā pašā lēcas pusē, kur objekts, kā rezultātā rodas virtuāls attēls.
5. Kā attēla palielinājumu var noteikt no izkliedējošās lēcas staru diagrammas?
Attēla palielinājumu var noteikt no staru diagrammas, salīdzinot attēla augstumu (no galvenās ass līdz attēla augšdaļai) ar objekta augstumu. Diverģējošas lēcas gadījumā attēls vienmēr būs mazāks par objektu, kas norāda uz palielinājumu, kas ir mazāks par 1.
6. Kāda ir galvenās ass loma izkliedējošās lēcas staru diagrammā?
Staru diagrammas galvenā ass ir līnija, kas iet caur lēcas centru un ir perpendikulāra lēcai. Tā kalpo kā atskaites līnija gaismas staru ceļa izsekošanai un objekta, attēla un fokusa punktu noteikšanai.
7. Kā fokusa punkts tiek attēlots izkliedējošās lēcas staru diagrammā?
Staru diagrammā izkliedējošās lēcas fokusa punkts ir attēlots kā punkts, no kura gaismas stari, kas ir paralēli galvenajai asij, šķiet, izkliedējas pēc tam, kad ir izgājuši cauri lēcai. Šis punkts atrodas tajā pašā lēcas pusē, kur ienākošā gaisma.
8. Kā izkliedējošās lēcas staru diagrammā attālums starp lēcu un attēlu ir saistīts ar objekta attālumu un fokusa attālumu?
Šo attiecību apraksta lēcas formula 1/f = 1/v – 1/u, kur f ir fokusa attālums, v ir attēla attālums un u ir objekta attālums. Tā kā izkliedējošajai lēcai ir negatīvs fokusa attālums, arī attēla attālums ir negatīvs, kas norāda, ka attēls veidojas tajā pašā lēcas pusē, kur objekts.
9. Kā var paredzēt attēla atrašanās vietu, izmantojot izkliedējošās lēcas staru diagrammu?
Attēla atrašanās vietu var paredzēt, pagarinot lauztos starus atpakaļ objekta pusē, līdz tie krustojas. Punkts, kur šo staru pagarinājumi krustojas, ir attēla atrašanās vieta.
10. Kas notiek ar attēlu staru diagrammā, objektam tuvojoties izkliedējošajai lēcai?
Objektam tuvojoties izkliedējošajai lēcai, arī attēls tuvojas lēcai, bet paliek tajā pašā pusē. Turklāt attēla izmērs samazinās, objektam tuvojoties lēcai.
