குவி லென்ஸ் படம்

குவி லென்ஸால் உருவாகும் ஒரு பொருளின் பிம்பத்தைப் புரிந்துகொள்ள, பின்வரும் எடுத்துக்காட்டுக் கேள்வியையும் அதன் விளக்கத்தையும் ஆராயுங்கள். இந்தக் கேள்வியில், பொருள் குவி லென்ஸிலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில் இருப்பதாகக் கருதப்பட்டு, அதன் பிம்பம் உருவாகும் விதம் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. குவி லென்ஸால் ஒரு பொருளின் பிம்பம்குவி லென்ஸிலிருந்து பிம்பத்தின் தூரம் மற்றும் பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் குவி லென்ஸ்

ஒரு குவி லென்ஸின் குவியத் நீளம் 20 செ.மீ. ஆகும். 10 செ.மீ. உயரமுள்ள ஒரு பொருள் லென்ஸின் இடதுபுறத்தில் அமைந்துள்ளது. பின்வரும் நிபந்தனைகளின் கீழ் பிம்பத் தொலைவு, பிம்பப் பெருக்கம் மற்றும் பிம்ப உயரம் ஆகியவற்றைக் காண்க:
அ) குவி லென்ஸிலிருந்து பொருளின் தொலைவு, குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்தை விடக் குறைவு (s < f),
b) குவி லென்ஸிலிருந்து பொருளின் தூரம், குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்திற்குச் சமம் (s = f),
c) குவி லென்ஸிலிருந்து பொருளின் தொலைவு, குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்தை விட அதிகமாக உள்ளது (s > f).
கலந்துரையாடல்
அது அறியப்படுகிறது :
குழி லென்ஸின் குவிய நீளம் (f) = 20 செ.மீ.
ஒரு குவி லென்ஸின் குவிய நீளம் நேர்மறையாக இருக்கும், ஏனெனில் குவி லென்ஸின் குவியப்புள்ளி மெய்யானது அல்லது அதன் வழியாக ஒரு ஒளிக்கற்றை செல்கிறது.
பொருளின் உயரம் (h) = 10 செ.மீ.
ஜவாப் :
பொருள் தொலைவு குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்தை விடக் குறைவு (s > f).
பொருட்களுக்கு இடையேயான தூரம் 5 செ.மீ., 10 செ.மீ. மற்றும் 15 செ.மீ. என்று வைத்துக்கொள்வோம்.
அ) பொருள் தூரம் (வி) = 5 செ.மீ. எனில்
பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/5 = 1/20 – 4/20 = -3/20
s' = -20/3 = -6,7 செ.மீ.
எதிர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மாயப் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், அதில் ஒளிக்கதிர் பிம்பத்தின் வழியே ஊடுருவிச் செல்லாது.
பிம்பத்தின் 6,7 செ.மீ தூரமானது, பொருளின் 5 செ.மீ தூரத்தை விட அதிகம்.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -(-6,7)/5 = 6,7/5 = 1,3
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-ஐ விட அதிகமாக உள்ளது என்றால், பிம்பம் பெரிதாக்கப்பட்டுள்ளது அல்லது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவை விடப் பெரியதாக உள்ளது என்று பொருள்.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (1,3)(10 செ.மீ) = 13 செ.மீ
நிழலின் உயரம் நேர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் நிமிர்ந்து நிற்கிறது.

b) பொருளின் (s) தூரம் = 10 செ.மீ. எனில்

பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/10 = 1/20 – 2/20 = -1/20
s' = -20/1 = -20 செ.மீ.
எதிர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மாயப் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், அதில் ஒளிக்கதிர் பிம்பத்தின் வழியே ஊடுருவிச் செல்லாது.
பிம்பத்தின் 20 செ.மீ தூரமானது, பொருளின் 10 செ.மீ தூரத்தை விட அதிகம்.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -(-20)/10 = 20/10 = 2
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-ஐ விட அதிகமாக உள்ளது என்றால், பிம்பம் பெரிதாக்கப்பட்டுள்ளது அல்லது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவை விடப் பெரியதாக உள்ளது என்று பொருள்.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (2)(10 செ.மீ) = 20 செ.மீ
நிழலின் உயரம் நேர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் நிமிர்ந்து நிற்கிறது.
 
c) பொருளின் (பொருட்களின்) தூரம் = 15 செ.மீ. எனில்

பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/15 = 3/60 – 4/60 = -1/60
s' = -60/1 = -60 செ.மீ.
எதிர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மாயப் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், அதில் ஒளிக்கதிர் பிம்பத்தின் வழியே ஊடுருவிச் செல்லாது.
பிம்பத்தின் 60 செ.மீ தூரமானது, பொருளின் 15 செ.மீ தூரத்தை விட அதிகம்.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -(-60)/15 = 60/15 = 4
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-ஐ விட அதிகமாக உள்ளது என்றால், பிம்பம் பெரிதாக்கப்பட்டுள்ளது அல்லது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவை விடப் பெரியதாக உள்ளது என்று பொருள்.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (4)(10 செ.மீ) = 40 செ.மீ
நிழலின் உயரம் நேர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் நிமிர்ந்து நிற்கிறது.

பொருள் தொலைவு என்பது குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்திற்குச் சமம் (s = f).
அந்த நிழல் எல்லையற்ற தூரத்தில் உள்ளது.

பொருள் தொலைவு குவி லென்ஸின் குவிய நீளத்தை விட அதிகம் (s > f)
பொருட்களுக்கு இடையேயான தூரம் 30 செ.மீ., 40 செ.மீ. மற்றும் 50 செ.மீ. என்று வைத்துக்கொள்வோம்.
அ) பொருள் தூரம் (வி) = 30 செ.மீ. எனில்
பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 செ.மீ.
நேர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மெய் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், இதில் ஒளிக்கதிர் அந்தப் பிம்பத்தின் வழியே செல்கிறது.
பிம்பத்தின் 60 செ.மீ தூரமானது, பொருளின் 30 செ.மீ தூரத்தை விட அதிகம்.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -60/30 = -2
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-ஐ விட அதிகமாக உள்ளது என்றால், பிம்பம் பெரிதாக்கப்பட்டுள்ளது அல்லது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவை விடப் பெரியதாக உள்ளது என்று பொருள்.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (-2)(10 செ.மீ) = -20 செ.மீ
நிழலின் உயரம் எதிர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் தலைகீழாக இருக்கிறது.

b) பொருளின் (s) தூரம் = 40 செ.மீ. எனில்
பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/40 = 2/40 – 1/40 = 1/40
s' = 40/1 = 40 செ.மீ.
நேர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மெய் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், இதில் ஒளிக்கதிர் அந்தப் பிம்பத்தின் வழியே செல்கிறது.
40 செ.மீ நிழல் தூரமும், 40 செ.மீ பொருள் தூரமும் சமம்.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -40/40 = -1
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-க்குச் சமம், அதாவது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவிற்குச் சமமாக இருக்கும்.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (-1)(10 செ.மீ) = -10 செ.மீ
நிழலின் உயரம் எதிர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் தலைகீழாக இருக்கிறது.
 
b) பொருளின் (s) தூரம் = 50 செ.மீ. எனில்
பிம்பத் தொலைவு (வினாடி)
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/50 = 5/100 – 2/100 = 3/100
s' = 100/3 = 33,3 செ.மீ.
நேர்மறை பிம்பத் தொலைவு என்பது ஒரு மெய் பிம்பத்தைக் குறிக்கும், இதில் ஒளிக்கதிர் அந்தப் பிம்பத்தின் வழியே செல்கிறது.
பிம்பத்தின் தூரமான 33,3 செ.மீ., பொருளின் தூரமான 50 செ.மீ.-ஐ விடக் குறைவானது.
பிம்பப் பெருக்கம் (M)
M = -s'/s = -33,3/40 = -0,8
பிம்பத்தின் உருப்பெருக்கம் 1-ஐ விடக் குறைவாக உள்ளது, அதாவது பிம்பத்தின் அளவு பொருளின் அளவை விடச் சிறியது.
நிழலின் உயரம் (h')
நிழலைப் பெரிதாக்கும் சூத்திரம்:
M = h'/h
h' = M h = (-0,8)(10 செ.மீ) = -8 செ.மீ
நிழலின் உயரம் எதிர்மறையாக உள்ளது, அதாவது நிழல் தலைகீழாக இருக்கிறது.