Artykuł o diagramach promieniowych dla soczewek skupiających (wypukłych)
Jeśli obiekt znajduje się po jednej stronie soczewki wypukłej, soczewka wypukła może utworzyć obraz obiektu. Jeśli znane jest położenie obiektu po jednej stronie soczewki wypukłej, jak narysować obraz obiektu? Załóżmy, że obiekt znajduje się po lewej stronie soczewki wypukłej, jak pokazano poniżej.
Pomarańczowa linia = soczewka wypukła
Niebieska linia = oś główna
Strzałka (zielona) = obiekt
F1 = ogniskowa 1 i F2 = ogniskowa 2
Obraz obiektu uzyskuje się poprzez narysowanie wszystkich wiązek światła przechodzących przez obiekt, ale jest to mniej praktyczne, ponieważ występuje wiele linii reprezentujących wiązki światła. Dla uproszczenia, wybiera się tylko kilka wiązek światła, aby przedstawić wszystkie wiązki światła przechodzące przez obiekt. Ponieważ zjawisko to wiąże się z załamaniem światła, podczas rysowania obrazu należy przestrzegać prawa załamania światła.
Trzy wiązki światła lub trzy promienie
Promień 1:
Promień 1 lub wiązka światła 1, która pada na soczewkę wypukłą, jest prowadzona równolegle do osi głównej soczewki i dotyka górnego końca obiektu,
następnie załamywane przez soczewkę wypukłą, gdzie załamana wiązka światła musi przejść przez punkt ogniskowy 2. Promienie padające i załamane, które są wyciągane, muszą spełniać prawo załamania światła.
Promień 2:
Promień 2 lub wiązka światła 2, która dociera do soczewki wypukłej, jest kierowana tak, aby przeszła przez punkt ogniskowy 1 i dotknęła górnego końca obiektu,
Następnie załamywane przez soczewkę wypukłą, gdzie załamana wiązka światła musi być równoległa do osi głównej. Promienie padające i załamane, które są rysowane, muszą spełniać prawo załamania światła.
Promień 3:
Promień 3 lub wiązka światła 2, która dociera do soczewki wypukłej, jest zmuszana do przejścia przez punkt przecięcia soczewki wypukłej z osią główną i dotyka górnego końca obiektu; następnie wiązka światła jest przesyłana dalej.
Powstawanie obrazu (dwa promienie)
Formację obrazu można narysować za pomocą tylko dwóch promieni, jak pokazano poniżej. Przy użyciu dwóch promieni możliwe są trzy formy obrazu.
Promień 1 i 2
Promień 1 i 3
Promień 2 i 3
Rysunek obrazu utworzonego za pomocą tylko dwóch wiązek światła należy również skorygować o odległość obiektu od soczewki wypukłej. Jeśli odległość obiektu od soczewki wypukłej jest taka jak na powyższym rysunku, istnieją trzy sposoby narysowania obrazu utworzonego za pomocą tylko dwóch promieni. Jeśli odległość obiektu od soczewki wypukłej jest inna niż na powyższym rysunku, na przykład obiekt znajduje się między ogniskiem a środkiem krzywizny,
w takim razie nie ma potrzeby stosowania trzech sposobów rysowania formacji obrazu, być może istnieją tylko dwa sposoby rysowania.
Jeśli chcesz narysowć obraz za pomocą soczewki wypukłej, możesz wybrać jedną metodę.
Powstawanie obrazu (trzy promienie)
Formację obiektu można narysować za pomocą trzech promieni, jak pokazano poniżej.
Jeśli odległość obiektu od soczewki wypukłej nie jest taka jak na powyższym rysunku, na przykład obiekt znajduje się między soczewką wypukłą a ogniskiem lub między ogniskiem a środkiem krzywizny soczewki wypukłej, nie ma potrzeby rysowania obrazu na trzy sposoby, jak na powyższym rysunku. Istnieją tylko dwa sposoby narysowania obrazu.
- Question:Jakie są trzy główne promienie używane przy rysowaniu diagramów promieni soczewki skupiającej? Odpowiedź:Trzy główne promienie to: (1) promień równoległy, który biegnie równolegle do osi głównej i przechodzi przez daleki punkt ogniskowy po załamaniu; (2) promień centralny, który przechodzi prosto przez środek soczewki bez odchylenia; (3) promień ogniskowy, który zbliża się do soczewki, przechodząc przez bliski punkt ogniskowy i opuszcza soczewkę równolegle do osi głównej.
- Question:Jak zachowuje się promień przechodzący przez środek optyczny soczewki na diagramie promieni soczewki skupiającej? OdpowiedźPromienie przechodzące przez środek optyczny soczewki biegną w tym samym kierunku bez załamania. Dzieje się tak, ponieważ dwie powierzchnie soczewki w środku optycznym są równoległe, a zatem nie występuje odchylenie netto.
- Question:Gdzie na diagramie promieni soczewki skupiającej załamuje się promień, który początkowo biegnie równolegle do osi głównej? Odpowiedź:Promień, który początkowo biegnie równolegle do osi głównej, załamuje się w soczewce i przechodzi przez ognisko po drugiej stronie soczewki.
- Question:Jak zachowuje się promień przechodzący przez najbliższy punkt ogniskowy na diagramie promieni soczewki skupiającej? Odpowiedź:Promień przechodzący przez najbliższy punkt ogniskowy po załamaniu wyjdzie z soczewki i będzie przebiegał równolegle do osi głównej.
- Question:Gdzie na diagramie promieni soczewki skupiającej przecinają się załamane promienie, gdy obiekt znajduje się poza ogniskiem? Odpowiedź:Gdy obiekt znajduje się poza ogniskiem, załamane promienie przecinają się po przeciwnej stronie soczewki, tworząc obraz rzeczywisty i odwrócony.
- Question:Co przedstawia punkt przecięcia się promieni załamanych na diagramie promieni soczewki skupiającej? Odpowiedź:Przecięcie załamanych promieni przedstawia położenie obrazu utworzonego przez soczewkę. Może to być obraz rzeczywisty lub pozorny, w zależności od położenia obiektu.
- Question:Jak zmienia się położenie obrazu na diagramie promieni, gdy obiekt porusza się od nieskończoności w kierunku soczewki? Odpowiedź:W miarę jak obiekt przesuwa się od nieskończoności w kierunku soczewki, obraz przesuwa się od ogniska po przeciwnej stronie soczewki w kierunku nieskończoności. Jeśli obiekt przekroczy ognisko i znajdzie się w jego obrębie, obraz staje się pozorny, prosty i powiększony, i wydaje się znajdować po tej samej stronie co obiekt.
- Question:Gdzie na diagramie promieni soczewki skupiającej wydają się rozchodzić załamane promienie, gdy obiekt znajduje się w ognisku? Odpowiedź:Gdy obiekt znajduje się w ognisku, załamane promienie wydają się rozchodzić od punktu po tej samej stronie soczewki co obiekt, wskazując położenie pozornego, prostego i powiększonego obrazu.
- Question:Co oznacza, że załamane promienie na diagramie promieni soczewki skupiającej nie przecinają się? Odpowiedź: Jeśli załamane promienie się nie przecinają, oznacza to, że powstały obraz jest pozorny. Dzieje się tak, gdy obiekt znajduje się w ogniskowej soczewki. W takim przypadku promienie wydają się rozchodzić od punktu za soczewką, po stronie obiektu.
-
Question:Jak materiał soczewki wpływa na diagram promieni soczewki skupiającej? OdpowiedźMateriał soczewki wpływa na jej współczynnik załamania światła. Wyższy współczynnik załamania światła powoduje, że promienie bardziej się uginają po wejściu do soczewki, zmieniając położenie ognisk, a tym samym wpływając na uzyskany diagram promieni. Jednak podstawowe zasady rysowania diagramu promieni pozostają takie same.
