Članek o diagramih žarkov za zbiralne (konveksne) leče
Če je predmet na eni strani konveksne leče, lahko konveksna leča oblikuje sliko predmeta. Če je položaj predmeta na eni strani konveksne leče znan, kako narišemo nastanek slike predmeta? Recimo, da je predmet na levi strani konveksne leče, kot je prikazano spodaj.
Oranžna črta = konveksna leča
Modra črta = glavna os
Puščica (zelena) = predmet
F1 = goriščna razdalja 1 in F2 = goriščna razdalja 2
Sliko predmeta dobimo tako, da narišemo vse svetlobne žarke, ki gredo skozi predmet, vendar je to manj praktično, ker bo veliko črt predstavljalo svetlobne žarke. Zaradi poenostavitve izberemo le nekaj svetlobnih žarkov, ki predstavljajo vse svetlobne žarke, ki gredo skozi predmet. Ker ta dogodek vključuje lom svetlobe, je treba pri risanju slike upoštevati zakon loma svetlobe.
Trije svetlobni žarki ali trije žarki
Žarek 1:
Žarek 1 ali svetlobni snop 1, ki prihaja proti konveksni leči, je potegnjen vzporedno z glavno osjo leče in se dotakne zgornjega konca predmeta,
nato se lomi v konveksni leči, kjer mora lomljeni svetlobni žarek preiti skozi goriščno točko 2. Vhodni žarki in lomni žarki, ki se vlečejo, morajo izpolnjevati zakon loma svetlobe.
Žarek 2:
Žarek 2 ali svetlobni snop 2, ki pride na konveksno lečo, se potegne mimo gorišča 1 in se dotakne zgornjega konca predmeta,
nato se lomi v konveksni leči, kjer mora biti lomljeni svetlobni žarek vzporeden z glavno osjo. Vpadni žarki in lomni žarki, ki se vlečejo, morajo izpolnjevati zakon loma svetlobe.
Žarek 3:
Svetlobni žarek 3 ali snop svetlobe 2, ki pride na konveksno lečo, se potegne skozi presečišče konveksne leče in glavne osi ter se dotakne zgornjega konca predmeta; nato se svetlobni žarek premakne naprej.
Nastanek slike (dva žarka)
Sliko je mogoče narisati z uporabo samo dveh žarkov, kot je prikazano spodaj. Če uporabimo dva žarka, so možne tri oblike slik.
Žarek 1 in 2
Žarek 1 in 3
Žarek 2 in 3
Slika, ki jo ustvarimo z uporabo samo dveh svetlobnih žarkov, mora biti prilagojena tudi oddaljenosti predmeta od konveksne leče. Če je oddaljenost predmeta od konveksne leče takšna, kot je prikazano na zgornji sliki, obstajajo trije načini za risanje slike z uporabo samo dveh žarkov. Če se oddaljenost predmeta od konveksne leče razlikuje od zgornje slike, na primer, če je predmet med goriščem in središčem ukrivljenosti,
potem ni potrebe po treh načinih risanja tvorbe slike, morda obstajata le dva načina risanja.
Če s konveksno lečo narišete sliko, lahko izberete eno od metod.
Nastanek slike (trije žarki)
Oblikovanje predmeta lahko narišemo s tremi žarki, kot je prikazano spodaj.
Če oddaljenost predmeta od konveksne leče ni takšna kot na zgornji sliki, na primer, če je predmet med konveksno lečo in goriščem ali če je predmet med goriščem in središčem ukrivljenosti konveksne leče, potem ni treba risati tvorbe slike na tri načine, kot je prikazano na zgornji sliki. Obstajata lahko samo dva načina za risanje tvorbe slike.
- VprašanjeKateri trije glavni žarki se uporabljajo pri risanju diagramov žarkov za zbiralno lečo? OdgovorTrije glavni žarki so: (1) vzporedni žarek, ki prihaja vzporedno z glavno osjo in po lomu gre skozi oddaljeno goriščno točko; (2) osrednji žarek, ki gre naravnost skozi središče leče brez odstopanja; (3) goriščni žarek, ki se približa leči, ko gre skozi bližnjo goriščno točko in zapusti lečo vzporedno z glavno osjo.
- VprašanjeKako se žarek, ki prehaja skozi optično središče leče, obnaša v diagramu žarkov za zbiralno lečo? OdgovorŽarki, ki gredo skozi optično središče leče, se nadaljujejo v isti smeri brez upogibanja. To je zato, ker sta obe površini leče v optičnem središču vzporedni in zato ni neto odstopanja.
- VprašanjeKam se na diagramu žarkov za zbiralno lečo lomi žarek, ki sprva potuje vzporedno z glavno osjo? OdgovorŽarek, ki sprva potuje vzporedno z glavno osjo, se lomi skozi lečo in preide skozi gorišče na drugi strani leče.
- VprašanjeKako se žarek, ki prehaja skozi bližnje gorišče, obnaša v diagramu žarkov za zbiralno lečo? OdgovorŽarek, ki gre skozi bližnje gorišče, po lomu izstopi iz leče in potuje vzporedno z glavno osjo.
- VprašanjeKje se na diagramu žarkov za zbiralno lečo sekajo lomljeni žarki, ko je predmet zunaj goriščne točke? OdgovorKo je predmet onkraj goriščne točke, se lomljeni žarki sekajo na nasprotni strani leče in tvorijo resnično in obrnjeno sliko.
- VprašanjeKaj predstavlja presečišče lomljenih žarkov na diagramu žarkov za zbiralno lečo? OdgovorPresečišče lomljenih žarkov predstavlja lokacijo slike, ki jo tvori leča. Ta je lahko resnična ali navidezna slika, odvisno od položaja predmeta.
- VprašanjeKako se spreminja položaj slike na diagramu žarkov, ko se predmet premika od neskončnosti proti leči? OdgovorKo se predmet premika od neskončnosti proti leči, se slika premika od goriščne točke na nasprotni strani leče proti neskončnosti. Če predmet prečka goriščno točko in pride vanjo, slika postane navidezna, pokončna in povečana ter se zdi, kot da se nahaja na isti strani kot predmet.
- VprašanjeKje se na diagramu žarkov za zbiralno lečo zdi, da se lomljeni žarki razhajajo, ko je predmet znotraj goriščne točke? OdgovorKo je predmet znotraj goriščne točke, se zdi, da lomljeni žarki razhajajo iz točke na isti strani leče kot predmet, kar kaže na lokacijo virtualne, pokončne in povečane slike.
- VprašanjeKaj pomeni, če se lomljeni žarki v diagramu žarkov za zbiralno lečo ne sekajo? OdgovorČe se lomljeni žarki ne sekajo, pomeni, da je nastala slika navidezna. To se zgodi, ko je predmet postavljen znotraj goriščne razdalje leče. V tem primeru se zdi, da žarki od točke za lečo na strani predmeta razhajajo.
-
VprašanjeKako material leče vpliva na diagram žarkov zbiralne leče? OdgovorMaterial leče vpliva na njen lomni količnik. Višji lomni količnik povzroči, da se žarki ob vstopu v lečo bolj lomijo, kar spremeni položaje gorišč in s tem vpliva na nastali žarkovni diagram. Vendar pa osnovna pravila za risanje žarkovnega diagrama ostajajo enaka.
