Članek o diagramih žarkov za divergentne (konkavne) leče
Če je predmet na eni strani konkavne leče, lahko konkavna leča oblikuje sliko predmeta. Če je položaj predmeta na eni strani konkavne leče znan, kako narišemo nastanek slike predmeta? Recimo, da je predmet na levi strani konkavne leče, kot je prikazano na spodnji sliki.
Oranžna črta = konkavna 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 oz. trije žarki
Ray 1:
Žarek 1, ki pride na konkavno lečo, je narisan vzporedno z glavno osjo in se dotika zgornjega roba predmeta,
nato se lomi skozi konkavno lečo, kjer se svetlobni žarek lomi, kot da bi prihajal iz gorišča. Vhodni žarki in lomni žarki morajo izpolnjevati zakon loma svetlobe.
Ray 2:
Žarek 2, ki prihaja proti konkavni leči, je narisan, kot da gre v gorišče in se dotika zgornjega konca predmeta,
nato se lomi skozi konkavno lečo, kjer mora biti lomljeni svetlobni žarek vzporeden z glavno osjo. Vhodni žarki in lomni žarki, ki se vlečejo, morajo izpolnjevati zakon loma svetlobe.
Ray 3:
Žarek 3, ki prihaja do konkavne leče, je potegnjen mimo presečišča konkavne leče in glavne osi.
Oblikovanje slike (dva žarka)
Sliko lahko narišemo samo z dvema žarkoma, kot je prikazano spodaj. Če uporabimo dva žarka, obstajajo tri možne oblike slike.
Žarek 1 in 2
Žarek 1 in 3
Žarek 2 in 3
Za risanje slikovne formacije z uporabo samo dveh žarkov je treba prilagoditi oddaljenosti predmeta od konkavne leče. Če je oddaljenost predmeta od konkavne leče takšna, kot je prikazano na zgornji sliki, obstajajo trije načini za risanje slikovne formacije z uporabo samo dveh žarkov. Če se oddaljenost predmeta od konkavne leče razlikuje od zgornje slike,
Na primer, če je predmet med goriščem in lečo, potem ni potrebe po treh načinih risanja tvorbe slike, morda obstajata le dva načina risanja.
Če sliko rišete z konkavno lečo, lahko izberete eno metodo in vam ni treba uporabiti dveh ali treh načinov.
Oblikovanje slike (trije žarki)
Sliko lahko narišemo s tremi žarki, kot je prikazano na spodnji sliki.
Če oddaljenost predmeta od konkavne leče ni takšna, kot je prikazano na zgornji sliki, se predmet na primer nahaja med konkavno lečo in goriščem,
ali pa je predmet med goriščem in središčem ukrivljenosti konkavne leče, potem ni nujno, da je mogoče nastanek slike narisati na tri načine, kot je prikazano na zgornji sliki. Obstajata lahko le dva načina za risanje nastanka slike.
Oglejte si primer slike, ki jo ustvari konkavna leča, kjer se oddaljenost predmeta od konkavnih leč spreminja glede na nastanek slike s strani konkavne leče.
10 konceptualnih vprašanj in odgovorov o diagramih žarkov za divergentno (konkavno) lečo.
1. Kakšen je namen diagrama žarkov v kontekstu divergentne leče?
Diagram žarkov je shematski prikaz, ki prikazuje, kako svetlobni žarki spreminjajo smer, ko prehajajo skozi lečo. V kontekstu divergentne leče ponazarja, kako se vpadni svetlobni žarki po prehodu skozi lečo razhajajo in kako se zdi, da izvirajo iz ene same točke na isti strani leče kot vpadna svetloba (goriščna točka).
2. Kateri standardni žarki se uporabljajo za risanje diagrama žarkov za divergentno lečo?
Uporabljajo se trije standardni žarki:
- Prvi žarek potuje vzporedno z glavno osjo in se po lomu zdi, kot da izvira iz gorišča.
- Drugi žarek gre naravnost skozi središče leče, ne da bi se lomil.
- Tretji žarek je usmerjen proti gorišču na nasprotni strani leče in izhaja vzporedno z glavno osjo.
3. Kakšna je razlika med sliko, ki jo tvori divergentna leča, in sliko, ki jo tvori zbiralna leča, na diagramih žarkov?
V žarkovnih diagramih divergentna leča vedno tvori navidezno, pokončno in zmanjšano sliko, ki se nahaja na isti strani leče kot predmet. Po drugi strani pa lahko zbirna leča tvori prave, obrnjene slike (če je predmet onkraj gorišča) ali navidezne, pokončne slike (če je predmet bližje kot gorišče).
4. Zakaj je slika, ki jo tvori divergentna leča, vedno virtualna, kot je razvidno iz žarkovnih diagramov?
V diagramih žarkov za divergentne leče se lomljeni žarki razhajajo in se dejansko ne srečajo na drugi strani leče. Namesto tega se zdi, kot da izvirajo iz točke na isti strani leče kot predmet, kar ima za posledico navidezno sliko.
5. Kako lahko določimo povečavo slike iz žarkovnega diagrama divergentne leče?
Povečavo slike lahko določimo iz žarkovnega diagrama tako, da primerjamo višino slike (merjeno od glavne osi do vrha slike) z višino predmeta. V primeru divergentne leče bo slika vedno manjša od predmeta, kar pomeni povečavo manjšo od 1.
6. Kakšna je vloga glavne osi v žarkovnem diagramu divergentne leče?
Glavna os v žarkovnem diagramu je črta, ki poteka skozi središče leče in je pravokotna na lečo. Služi kot referenčna črta za sledenje poti svetlobnih žarkov in lociranje predmeta, slike in gorišč.
7. Kako je goriščna točka predstavljena na žarkovnem diagramu divergentne leče?
Na žarkovnem diagramu je goriščna točka divergentne leče predstavljena kot točka, iz katere se svetlobni žarki, vzporedni z glavno osjo, po prehodu skozi lečo zdijo razpršeni. Ta točka se nahaja na isti strani leče kot vpadna svetloba.
8. Kakšna je povezava med razdaljo med lečo in sliko v diagramu žarkov za divergentno lečo ter razdaljo do predmeta in goriščno razdaljo?
Razmerje je podano s formulo za lečo 1/f = 1/v – 1/u, kjer je f goriščna razdalja, v slikovna razdalja in u slikovna razdalja predmeta. Ker ima divergentna leča negativno goriščno razdaljo, je tudi slikovna razdalja negativna, kar pomeni, da se slika oblikuje na isti strani leče kot predmet.
9. Kako lahko z uporabo diagrama žarkov za divergentno lečo napovemo lokacijo slike?
Položaj slike je mogoče napovedati tako, da lomljene žarke podaljšamo nazaj na strani predmeta, dokler se ne srečajo. Točka, kjer se podaljški teh žarkov sekata, je lokacija slike.
10. Kaj se zgodi s sliko na diagramu žarkov, ko se predmet približa divergentni leči?
Ko se predmet približa divergentni leči, se tudi slika približa leči, vendar ostane na isti strani. Poleg tega se velikost slike zmanjša, ko se predmet približa leči.
