Articol despre diagramele de raze pentru lentile convergente (convexe)
Dacă un obiect se află pe o parte a lentilei convexe, lentila convexă poate forma imaginea obiectului. Dacă se cunoaște poziția obiectului pe o parte a lentilei convexe, cum se poate desena formațiunea imaginii obiectului? Să presupunem că un obiect se află pe partea stângă a lentilei convexe, așa cum se arată mai jos.
Linie portocalie = lentilă convexă
Linia albastră = axa principală
Săgeată (verde) = obiect
F1 = distanță focală 1 și F2 = distanță focală 2
Figura imaginii obiectului se obține prin desenarea tuturor fasciculelor de lumină care trec prin obiect, dar acest lucru este mai puțin practic deoarece vor exista multe linii care reprezintă fasciculele de lumină. Pentru simplitate, sunt alese doar câteva fascicule de lumină pentru a reprezenta toate fasciculele de lumină care trec prin obiect. Deoarece acest eveniment implică refracția luminii, legea refracției luminii trebuie respectată la desenarea formării imaginii.
Trei fascicule de lumină sau trei raze
Raza 1:
Raza 1 sau fasciculul luminos 1 care vine spre lentila convexă este trasă paralel cu axa principală a lentilei și atinge capătul superior al obiectului,
apoi refractată de lentila convexă, unde fasciculul de lumină refractat trebuie să treacă prin punctul focal 2. Razele incidente și razele de refracție care sunt trase trebuie să îndeplinească legea refracției luminii.
Raza 2:
Raza 2 sau fasciculul luminos 2 care ajunge la lentila convexă este atrasă să treacă prin punctul focal 1 și să atingă capătul superior al obiectului,
apoi refractată de lentila convexă, unde fasciculul de lumină refractat trebuie să fie paralel cu axa principală. Razele incidente și razele de refracție care sunt trase trebuie să îndeplinească legea refracției luminii.
Raza 3:
Raza 3 sau fasciculul luminos 2 care ajunge la lentila convexă este atrasă să treacă prin punctul de intersecție al lentilei convexe cu axa principală și să atingă capătul superior al obiectului; apoi fasciculul luminos este direcționat înainte.
Formarea imaginii (două raze)
Formarea imaginii poate fi desenată folosind doar două raze, așa cum se arată mai jos. Dacă se utilizează două raze, există trei posibilități de formare a imaginilor.
Raza 1 și 2
Raza 1 și 3
Raza 2 și 3
Figura formării imaginii folosind doar două fascicule de lumină trebuie ajustată și în funcție de distanța obiectului față de lentila convexă. Dacă distanța obiectului față de lentila convexă este ca în figura de mai sus, există trei moduri de a desena formarea imaginii folosind doar două raze. Dacă distanța obiectului față de lentila convexă este diferită de figura de mai sus, de exemplu, obiectul se află între punctul focal și centrul de curbură,
atunci nu este nevoie de trei moduri de a desena formarea imaginii, poate că există doar două moduri de a desena.
Dacă desenați o formațiune de imagine cu ajutorul lentilei convexe, puteți alege o metodă.
Formarea imaginii (trei raze)
Formațiunea obiectului poate fi desenată folosind trei raze, așa cum se arată mai jos.
Dacă distanța dintre obiect și lentila convexă nu este ca în figura de mai sus, de exemplu, dacă obiectul se află între lentila convexă și punctul focal sau dacă un obiect se află între punctul focal și centrul curburii lentilei convexe, atunci nu este nevoie să se deseneze formarea imaginii folosind trei moduri, așa cum se arată în figura de mai sus. Există doar două moduri de a desena formarea imaginii.
- ÎntrebareCare sunt cele trei raze principale utilizate în desenarea diagramelor de raze pentru o lentilă convergentă? RăspundeCele trei raze principale sunt: (1) raza paralelă care vine paralel cu axa principală și trece prin punctul focal îndepărtat după refracție; (2) raza centrală care trece direct prin centrul lentilei fără deviație; (3) raza focală care se apropie de lentilă trecând prin punctul focal apropiat și părăsește lentila paralel cu axa principală.
- ÎntrebareCum se comportă raza care trece prin centrul optic al lentilei într-o diagramă a razelor pentru o lentilă convergentă? RăspundeRazele care trec prin centrul optic al lentilei continuă în aceeași direcție fără a se curba. Acest lucru se datorează faptului că cele două suprafețe ale lentilei din centrul optic sunt paralele și, prin urmare, nu există nicio deviație netă.
- ÎntrebareÎntr-o diagramă a razelor pentru o lentilă convergentă, unde se refractă raza care inițial se deplasează paralel cu axa principală? RăspundeRaza care inițial se deplasează paralel cu axa principală se refractă prin lentilă și trece prin punctul focal de pe cealaltă parte a lentilei.
- ÎntrebareCum se comportă raza care trece prin punctul focal apropiat într-o diagramă a razelor pentru o lentilă convergentă? RăspundeRaza care trece prin punctul focal apropiat, la refracție, va ieși din lentilă și va călători paralel cu axa principală.
- ÎntrebareÎntr-o diagramă a razelor pentru o lentilă convergentă, unde se intersectează razele refractate atunci când obiectul se află dincolo de punctul focal? RăspundeCând obiectul se află dincolo de punctul focal, razele refractate se intersectează pe partea opusă a lentilei, formând o imagine reală și inversată.
- ÎntrebareCe reprezintă intersecția razelor refractate într-o diagramă de raze pentru o lentilă convergentă? RăspundeIntersecția razelor refractate reprezintă locația imaginii formate de lentilă. Aceasta poate fi o imagine reală sau virtuală, în funcție de poziția obiectului.
- ÎntrebareCum se schimbă poziția imaginii într-o diagramă de raze pe măsură ce obiectul se mișcă de la infinit spre lentilă? RăspundePe măsură ce obiectul se mișcă de la infinit spre lentilă, imaginea se mișcă de la punctul focal de pe partea opusă a lentilei spre infinit. Dacă obiectul traversează punctul focal și intră în interiorul acestuia, imaginea devine virtuală, dreaptă și mărită și pare a fi situată pe aceeași parte cu obiectul.
- ÎntrebareÎntr-o diagramă a razelor pentru o lentilă convergentă, de unde par să divergă razele refractate atunci când obiectul se află în punctul focal? RăspundeCând obiectul se află în punctul focal, razele refractate par să diverge dintr-un punct de pe aceeași parte a lentilei ca și obiectul, indicând locația imaginii virtuale, verticale și mărite.
- ÎntrebareCe înseamnă când razele refractate dintr-o diagramă de raze pentru o lentilă convergentă nu se intersectează? RăspundeDacă razele refractate nu se intersectează, înseamnă că imaginea formată este virtuală. Acest lucru se întâmplă atunci când obiectul este plasat în raza focală a lentilei. În acest caz, razele par să divergă dintr-un punct din spatele lentilei, pe partea obiectului.
-
Întrebare : Cum influențează materialul lentilei diagrama razelor unei lentile convergente? Răspuns : Materialul lentilei îi afectează indicele de refracție. Un indice de refracție mai mare face ca razele să se curbeze mai mult la intrarea în lentilă, schimbând pozițiile punctelor focale și afectând astfel diagrama razelor rezultată. Cu toate acestea, regulile de bază pentru desenarea diagramei razelor rămân aceleași.
