Содержание
- Линзы и физика увеличения
- Уравнение тонкой линзы и коэффициент увеличения
- Человеческий глаз
- Калькулятор увеличения
Линзы, как биологические, так и синтетические, представляют собой чудеса оптической физики, которые используют способность определенных сред преломлять или изгибать световые лучи. Они бывают двух основных форм: выпуклые или изогнутые наружу и вогнутые или изогнутые внутрь. Одна из их основных целей - увеличить изображения или сделать их больше, чем они есть на самом деле.
Линзы можно найти в телескопах, микроскопах, биноклях и других оптических приборах, а также в вашем собственном глазу. Ученые и студенты имеют в своем распоряжении ряд простых алгебраических уравнений, чтобы связать физические размеры и форму линзы с ее воздействием на световые лучи, которые проходят через нее.
Линзы и физика увеличения
Большинство «искусственных» линз сделаны из стекла. Причина, по которой линзы преломляют свет, состоит в том, что когда световые лучи движутся от одного Средняя (например, воздух, вода или другой физический материал) в другое, их скорость изменяется очень слабо, и в результате лучи меняют курс.
Когда световые лучи попадают в двойную выпуклую линзу (то есть ту, которая выглядит как сплющенный овал со стороны) в направлении, перпендикулярном поверхности линзы, лучи, ближайшие к каждому краю, резко преломляются к центру, сначала при входе в линзу и снова при уходе. Те, кто ближе к середине, изогнуты меньше, а те, которые проходят перпендикулярно через центр, вообще не преломляются. В результате все эти лучи сходятся на фокус (F) расстояние е от центра объектива.
Уравнение тонкой линзы и коэффициент увеличения
Изображения, полученные с помощью линз и зеркал, могут быть реальный (то есть, проецируется на экран) или виртуальный (т.е. не проектируемый). По соглашению, значения расстояний реальных изображений (я) от объектива положительные, а у виртуальных изображений отрицательные. Расстояние самого объекта от объектива (о) всегда позитивно.
Выпуклые (сходящиеся) линзы дают реальные изображения и связаны с положительным значением ев то время как вогнутые (расходящиеся) линзы создают виртуальные изображения и связаны с отрицательным значением е.
Фокусное расстояние е, расстояние до объекта о и расстояние до изображения я связаны с уравнение тонкой линзы:
Гидроразрыва {1} {O} + гидроразрыва {1} {I} = гидроразрыва {1} {F}Хотя формула увеличения или коэффициент увеличения (м) связывает высоту изображения, создаваемого объективом, с высотой объекта:
т = гидроразрыва {-i} {о}Помните, я отрицательно для виртуальных образов.
Человеческий глаз
Линзы ваших глаз действуют как сходящиеся линзы.
Как вы могли бы предсказать, исходя из того, что вы уже прочитали, линзы для глаз выпуклые с обеих сторон. Если бы ваши линзы были не только выпуклыми, но и гибкими, свет, проходящий через ваши глаза, воспринимался бы вашим мозгом гораздо более хаотично, чем на самом деле, и людям было бы ужасно трудно ориентироваться в мире (и, вероятно, не выжил бы в поисках интернета для науки Информация).
Сначала свет попадает в глаз через роговицу, выпуклый наружный слой передней части глазного яблока. Затем он проходит через зрачок, диаметр которого можно регулировать с помощью крошечных мышц. Линза находится позади зрачка. Часть глаза, на которой формируется изображение, которая находится внутри нижней задней части глазного яблока, называется сетчатка, Визуальная информация передается из сетчатки в мозг через зрительные нервы.
Калькулятор увеличения
Вы можете найти веб-сайты, которые помогут вам решить некоторые из этих проблем, как только вы освоитесь с основами физики, пройдя некоторые из них самостоятельно. Основная идея состоит в том, чтобы понять, как различные компоненты уравнения линзы связаны друг с другом и почему изменения переменных приводят к действительным эффектам, которые они оказывают.
Пример такого онлайн-инструмента приведен в Ресурсах.