Artikel om divergerande (konkava) linser
Definition av konkava linser
En typ av lins som används i vardagen är den konkava linsen. En konkav lins är en lins med en tunnare mittpunkt medan tjockare kanter. De konkava linserna är vanligtvis cirkulära, även om det också finns linser som inte är cirkulära. De konkava linserna, liksom konvexa linser, är gjorda av glas så att linsen har ett brytningsindex som är större än luftens brytningsindex.
Typer av konkava linser
Generellt sett finns det tre typer av konkava linser, där linsens form ser ut som i figuren nedan (sidovy).
Användningen av konkava linser
Om en persons ögon inte kan se avlägsna föremål tydligt eller om personen är närsynt, använder hen en konkav lins, divergent lins eller negativ lins för att förbättra sin syn. Konkava linser används på glasögon eller kontaktlinser för att hjälpa en person att se föremål. Förutom att användas på optiska glasögon och kontaktlinser används konkava linser även i det optiska teleskopet.
Brännpunkten (F) för den konkava linsen
Observera figuren. Ljusstrålen som kommer från objekt som är mycket långt borta, som solen, är parallell med linsens huvudaxel. I figuren är linsens huvudaxel en blå linje.
En ljusstråle träffar linsens konkava yta och linsen bryter ljusstrålen. Ljusbrytningen av den konkava linsen följer ljusbrytningslagen. Alla ljusstrålar bryts som om de kommer från fokuspunkten F.2, och den brutna ljusstrålen sprider sig i olika riktningar. Den brutna ljusstrålen fortplantar sig i flera riktningar så att den konkava linsen kallas den divergenta linsen.
F:s fokuspunkt2 är bildens plats från ett mycket avlägset objekt. Om ljusstrålen som bryts av en konkav lins kommer från solen, kommer solens bild att synas i fokuspunkten för F2Det mänskliga ögat anser att ljusstrålen rör sig rakt. Därför bryts ljusstrålen som om den kommer från F.2 fokuspunkten, även om den brutna ljusstrålen inte passerar genom fokuspunkten. Eftersom ljusstrålen inte passerar genom fokuspunkten är den konkava linsens fokuspunkt virtuell, och bilden av objektet som ser ut som om det vore i fokuspunkten är också virtuell.
Bilden av den konkava linsen
De konkava linserna kan bara bilda virtuella bilder. Den virtuella bilden existerar inte, som om den existerade, eftersom det mänskliga ögat ser ljusstrålen röra sig rakt, så att den mänskliga hjärnan drar slutsatsen att bilden existerar. Om en skärm placeras på en punkt där det finns en virtuell bild, finns det ingen bild på skärmen. Bildbildningen av de konkava linserna förklaras i detalj i ämnet bildbildning av de konkava linserna.
10 konceptuella frågor och svar om divergerande (konkava) linser.
1. Vad är en divergerande lins och vilka är dess viktigaste egenskaper?
En divergerande lins, även känd som en konkav lins, är en lins som sprider ut ljusstrålar som har brutits. Viktiga egenskaper inkluderar tunnare mitt än kanter, ljusstrålarna divergerar efter refraktion, och den bildar alltid en virtuell, upprätt och reducerad bild.
2. Hur påverkar en divergerande lins parallella ljusstrålar?
En divergerande lins gör att parallella ljusstrålar sprider sig isär (divergerar) och ser ut att komma från en enda punkt som kallas fokuspunkten. Fokuspunkten är på samma sida av linsen som det inkommande ljuset.
3. Vad är formeln för linsstyrka och hur tillämpas den på en divergerande lins?
Formeln för linsens styrka är P = 1/f, där P är linsens styrka och f är brännvidden. För en divergerande lins anses brännvidden vara negativ, därför är styrkan hos en divergerande lins också negativ.
4. Kan en divergerande lins producera en verklig bild? Förklara.
Nej, en divergerande lins kan inte producera en verklig bild. Detta beror på att ljusstrålarna divergerar efter att ha passerat genom linsen och de verkar komma från en punkt på samma sida av linsen som ljuskällan, vilket skapar en virtuell bild.
5. Hur skiljer sig bilden som bildas av en divergerande lins från den som bildas av en konvergerande lins?
En divergerande lins bildar en virtuell, upprätt och reducerad bild medan en konvergerande lins kan bilda verkliga, inverterade bilder (om objektet är bortom fokuspunkten) eller virtuella, upprätta bilder (om objektet är närmare än fokuspunkten).
6. Hur skiljer linstillverkarens formel mellan en konvergerande och en divergerande lins?
Linstillverkarens formel är 1/f = (n2/n1 – 1) x (1/R1 – 1/R2), där f är brännvidden, n2 och n1 är brytningsindex och R1 och R2 är krökningsradier. För en divergerande lins är R1 negativ och R2 positiv (med beaktande av konventionen att radien är positiv om krökningscentrumet är på motsatt sida av ljuset), medan för en konvergerande lins är båda positiva.
7. Hur påverkar en divergerande lins vägen för en ljusstråle som passerar genom dess optiska centrum?
En ljusstråle som passerar genom den optiska mittpunkten hos en divergerande lins fortsätter i en rak linje, opåverkad av linsen. Detta beror på att ljusets infallsvinkel är 0° vid den optiska mittpunkten.
8. Vad är brännvidden för en divergerande lins och hur representeras den konventionellt?
Brännvidden för en divergerande lins är avståndet mellan linsen och den punkt från vilken divergerande ljusstrålar verkar härröra. Vanligtvis representeras det som ett negativt värde, vilket indikerar att fokus är på samma sida av linsen som det inkommande ljuset.
9. Vad händer med bildens storlek och position när ett objekt rör sig längre bort från en divergerande lins?
När ett objekt rör sig längre bort från en divergerande lins minskar bildstorleken och bildpositionen flyttas närmare linsen. Bilden förblir dock upprätt och virtuell.
10. Kan divergerande linser användas för att korrigera vissa ögonfel? Om så är fallet, vilka?
Ja, divergerande linser kan användas för att korrigera myopi eller närsynthet. Detta tillstånd kännetecknas av ögats oförmåga att fokusera på avlägsna objekt, vilket gör att de ser suddiga ut. Den divergerande linsen hjälper till genom att sprida ut ljuset innan det kommer in i ögat, vilket effektivt flyttar bilden tillbaka till näthinnan.
