1) Gambar boleh khayalan atau sebenar. Jika imej dibentuk oleh sinar itu sendiri (iaitu dalam titik ini tenaga cahaya tiba), maka ia adalah nyata, tetapi jika bukan oleh sinar itu sendiri, tetapi dengan kesinambungan mereka, maka mereka mengatakan bahawa imej itu adalah khayalan (tenaga cahaya tidak memasuki titik tertentu).
2) Jika bahagian atas dan bawah imej berorientasikan sama dengan objek itu sendiri, maka imej itu dipanggil langsung. Jika imej itu terbalik, maka ia dipanggil terbalik (terbalik).
3) Imej dicirikan oleh dimensi yang diperolehnya: diperbesar, dikurangkan, sama.
Imej dalam cermin satah
Imej dalam cermin satah adalah maya, lurus, sama saiz dengan objek, dan terletak pada jarak yang sama di belakang cermin dengan objek terletak di hadapan cermin.
Kanta
Kanta ialah badan lutsinar yang dibatasi pada kedua-dua belah oleh permukaan melengkung.
Terdapat enam jenis kanta.
Mengumpul: 1 - biconvex, 2 - flat-convex, 3 - convex-concave. Penyebaran: 4 - biconcave; 5 - rata-cekung; 6 - cekung-cembung.
Kanta penumpu
kanta mencapah
Ciri-ciri kanta.
NN- paksi optik utama ialah garis lurus yang melalui pusat permukaan sfera yang membatasi kanta;
O- pusat optik - titik yang bagi kanta biconvex atau biconcave (dengan jejari permukaan yang sama) terletak pada paksi optik di dalam kanta (di tengahnya);
F- fokus utama kanta ialah titik di mana pancaran cahaya dikumpulkan, merambat selari dengan paksi optik utama;
DARIPADA- Panjang fokus;
N"N"- paksi sekunder kanta;
F"- fokus sampingan;
Satah fokus - satah yang melalui fokus utama berserenjang dengan paksi optik utama.
Laluan sinar dalam kanta.
Sinar yang melalui pusat optik kanta (O) tidak mengalami pembiasan.
Sinar yang selari dengan paksi optik utama melalui fokus utama (F) selepas pembiasan.
Sinar yang melalui fokus utama (F) selepas pembiasan berjalan selari dengan paksi optik utama.
Rasuk berjalan selari dengan paksi optik sekunder (N"N") melalui fokus sekunder (F").
Formula kanta.
Apabila menggunakan formula kanta, anda harus menggunakan peraturan tanda dengan betul: +F- kanta menumpu; -F- kanta mencapah; +d- subjek adalah sah; -d- objek khayalan; +f- imej objek adalah nyata; -f- imej objek adalah khayalan.
Salingan panjang fokus kanta dipanggil kuasa optik.
Pembesaran melintang- nisbah saiz linear imej kepada saiz linear objek.
Moden peranti optik gunakan sistem kanta untuk meningkatkan kualiti imej. Kuasa optik sistem kanta yang disatukan adalah sama dengan jumlah kuasa optik mereka.
1 - kornea; 2 - iris; 3 - tunica albuginea (sclera); 4 - koroid; 5 - lapisan pigmen; 6 - bintik kuning; 7 - saraf optik; 8 - retina; 9 - otot; 10 - ligamen kanta; 11 - kanta; 12 - murid.
Kanta adalah badan seperti kanta dan menyesuaikan penglihatan kita kepada jarak yang berbeza. Dalam sistem optik mata, memfokuskan imej ke retina dipanggil penginapan. Pada manusia, penginapan berlaku disebabkan oleh peningkatan kecembungan kanta, dilakukan dengan bantuan otot. Ini mengubah kuasa optik mata.
Imej objek yang jatuh pada retina mata adalah nyata, dikurangkan, terbalik.
Jarak penglihatan terbaik hendaklah kira-kira 25 cm, dan had penglihatan (titik jauh) adalah pada infiniti.
rabun (myopia)- kecacatan visual di mana mata melihat dengan kabur dan imej difokuskan di hadapan retina.
rabun jauh (hiperopia)- kecacatan penglihatan di mana imej difokuskan di belakang retina.
Disiapkan oleh: guru sekolah menengah Kuznetsk Pryakhina N.V.
Pelan pembelajaran
Peringkat pelajaran, kandungan | Borang | Aktiviti guru | Aktiviti pelajar |
1. Semakan kerja rumah 5 min |
|||
2.1. Pengenalan kepada konsep kanta | Percubaan pemikiran | Menjalankan eksperimen pemikiran, menerangkan, menunjukkan model, melukis di papan tulis | Jalankan eksperimen pemikiran, dengar, tanya soalan |
2.2. Pengenalpastian ciri dan sifat kanta | Menimbulkan soalan bermasalah dan memberi contoh | ||
2.3. Penerangan tentang laluan sinar dalam kanta | Menimbulkan soalan bermasalah, melukis, menerangkan | Jawab soalan dan buat kesimpulan |
|
2.4. Pengenalan konsep fokus, kuasa optik kanta | Mengemukakan soalan utama, melukis di papan tulis, menerangkan, menunjukkan | Jawab soalan, buat kesimpulan, kerja dengan buku nota |
2.5. Pembinaan imej | Penjelasan | Memberitahu, menunjukkan model, menunjukkan sepanduk | jawab soalan, lukis dalam buku nota |
3. Penyatuan bahan baru 8 min |
|||
3.1. Prinsip pembinaan imej dalam kanta | Menimbulkan persoalan yang bermasalah | Jawab soalan dan buat kesimpulan |
|
3.2. Penyelesaian ujian | Kerja dalam pasangan | Pembetulan, bantuan individu, kawalan | Jawab soalan ujian dan bantu satu sama lain |
4.Kerja rumah 1 minit |
|||
§63.64, cth.9 (8) Boleh mengarang cerita daripada rangka. |
pelajaran. Lensa. Membina imej dalam kanta nipis.
Sasaran: Memberi pengetahuan tentang kanta, mereka ciri-ciri fizikal dan ciri-ciri. Membangunkan kemahiran praktikal dalam mengaplikasikan pengetahuan tentang sifat-sifat kanta untuk mencari imej menggunakan kaedah grafik.
Tugasan: mengkaji jenis kanta, memperkenalkan konsep kanta nipis sebagai model; memperkenalkan ciri-ciri utama kanta - pusat optik, paksi optik utama, fokus, kuasa optik; membangunkan keupayaan untuk membina laluan sinar dalam kanta.
Gunakan penyelesaian masalah untuk meneruskan membina kemahiran pengiraan.
Struktur pelajaran: syarahan pendidikan(kebanyakannya bahan baru guru membentangkan, tetapi murid mencatat dan menjawab soalan guru semasa mereka menyampaikan bahan).
Sambungan antara disiplin: lukisan (membina sinar), matematik (pengiraan menggunakan formula, menggunakan mikrokalkulator untuk mengurangkan masa yang dihabiskan untuk pengiraan), sains sosial (konsep undang-undang alam).
Peralatan pendidikan: gambar dan ilustrasi objek fizikal dari cakera multimedia "Perpustakaan Multimedia untuk Fizik".
Ringkasan pelajaran.
Untuk mengulangi apa yang telah dipelajari, serta menyemak kedalaman asimilasi pengetahuan oleh pelajar, tinjauan hadapan dijalankan mengenai topik yang dipelajari:
Apakah fenomena yang dipanggil pembiasan cahaya? Apakah intipatinya?
Apakah pemerhatian dan eksperimen yang mencadangkan perubahan arah perambatan cahaya apabila ia melalui medium lain?
Sudut yang manakah - tuju atau pembiasan - akan lebih besar jika sinar cahaya melalui udara ke kaca?
Mengapa, semasa di dalam bot, sukar untuk memukul ikan yang berenang berhampiran dengan lembing?
Mengapakah imej objek di dalam air sentiasa kurang terang daripada objek itu sendiri?
Dalam kes apakah sudut biasan sama dengan sudut tuju?
2. Pembelajaran bahan baharu:
Kanta ialah badan telus optik yang dibatasi oleh permukaan sfera.�
Cembung kanta ialah: biconvex (1), plano-convex (2), concave-convex (3).
cekung kanta ialah: biconcave (4), plano-concave (5), convex-concave (6).
Dalam kursus sekolah kita akan belajar kanta nipis.
Kanta yang ketebalannya jauh lebih kecil daripada jejari kelengkungan permukaannya dipanggil kanta nipis.
Kanta yang menukarkan pancaran sinar selari kepada yang menumpu dan mengumpulnya pada satu titik dipanggil mengumpul kanta.
Kanta yang menukarkan pancaran sinar selari kepada mencapah dipanggil berselerak kanta.�Titik di mana sinar terkumpul selepas pembiasan dipanggil fokus. Untuk kanta menumpu - sah. Untuk taburan - khayalan.
Mari kita pertimbangkan laluan pancaran cahaya melalui kanta mencapah:
Kami memasukkan dan memaparkan parameter utama kanta:
Pusat optik kanta;
Paksi optik kanta dan paksi optik utama kanta;
Titik fokus utama kanta dan satah fokus.
Membina imej dalam kanta:
Objek titik dan imejnya sentiasa terletak pada paksi optik yang sama.
Kejadian sinar pada kanta selari dengan paksi optik, selepas pembiasan melalui kanta, melalui fokus yang sepadan dengan paksi ini.
Sinar yang melalui fokus sebelum kanta pengumpul, selepas kanta, merambat selari dengan paksi yang sepadan dengan fokus ini.
Sinar yang selari dengan paksi optik memotongnya selepas pembiasan dalam satah fokus.
d – jarak objek ke kanta
F – panjang fokus kanta.
1. Objek berada di belakang panjang fokus berganda kanta: d > 2F.
Kanta akan memberikan imej sebenar objek yang berkurangan, songsang.
Objek berada di antara fokus kanta dan fokus bergandanya: F< d < 2F
Kanta memberikan imej sebenar objek yang diperbesarkan, songsang.�
Satu objek diletakkan pada fokus kanta: d = F
Imej item akan menjadi kabur.
4. Objek berada di antara kanta dan fokusnya: d< F
imej objek diperbesarkan, maya, terus dan terletak pada sisi kanta yang sama dengan objek.
5. Imej yang dihasilkan oleh kanta mencapah.
kanta tidak menghasilkan imej sebenar terletak pada sebelah kanta yang sama dengan objek.
Formula kanta nipis:
Formula untuk mencari kuasa optik kanta:
salingan panjang fokus dipanggil kuasa optik kanta. Lebih pendek jarak fokus, lebih besar kuasa optik kanta.
Alat optik:
kamera
Kamera pawagam
Mikroskop
Ujian.
Apakah kanta yang ditunjukkan dalam gambar?
Apakah peranti yang boleh digunakan untuk mendapatkan imej yang ditunjukkan dalam rajah.
A. kamera b. kamera filem masuk. kanta pembesar
Kanta yang manakah ditunjukkan dalam gambar?
A. mengumpul
b. berselerak
cekung
Bahagian: Fizik
Tujuan pelajaran:
- Memastikan proses menguasai konsep asas topik "lensa" dan prinsipnya pengimejan diberikan oleh kanta
- Untuk menggalakkan perkembangan minat kognitif pelajar dalam mata pelajaran
- Menyumbang kepada pembangunan ketepatan semasa pelaksanaan lukisan
peralatan:
- Rebuses
- Kanta menumpu dan mencapah
- Skrin
- Lilin
- Silang kata
Apa pengajaran yang kita dapat? (rebus 1) fizik
Hari ini kita akan mengkaji bahagian baru fizik - optik. Anda telah diperkenalkan kepada bahagian ini pada gred 8 dan mungkin masih ingat beberapa aspek topik "Fenomena Cahaya". Khususnya, mari kita ingat imej yang disediakan oleh cermin. Tetapi pertama:
- Apakah jenis imej yang anda tahu? (khayalan dan nyata).
- Apakah imej yang diberikan oleh cermin itu? (Khayalan, langsung)
- Berapa jauhkah ia dari cermin? (sama dengan item)
- Adakah cermin sentiasa memberitahu kita kebenaran? (mesej "Sebaliknya sekali lagi")
- Adakah sentiasa mungkin untuk melihat diri anda di cermin seadanya, walaupun sebaliknya? (mesej "Cermin-mengusik")
Hari ini kita akan meneruskan kuliah kita dan bercakap tentang satu lagi subjek optik. teka. (rebus 2) kanta
Lensa– jasad lutsinar yang dibatasi oleh dua permukaan sfera.
Kanta Nipis– ketebalannya kecil berbanding dengan jejari kelengkungan permukaan.
Elemen utama kanta:
Bezakan kanta menumpu daripada kanta mencapah melalui sentuhan. Kanta berada di atas meja anda.
Bagaimana untuk membina imej dalam kanta menumpu dan mencapah?
1. Subjek di belakang fokus berganda.
2. Subjek dalam fokus berganda
3. Subjek antara fokus dan fokus berganda
4. Subjek dalam fokus
5. Objek antara fokus dan kanta
6. Kanta mencapah
Formula kanta nipis =+
Berapa lama dahulu orang belajar menggunakan kanta? (mesej "Dalam dunia yang tidak kelihatan")
Dan sekarang kami akan cuba mendapatkan imej tingkap (lilin) menggunakan kanta yang anda ada di atas meja anda. (Eksperimen)
Mengapa kita memerlukan kanta? (untuk cermin mata, rawatan rabun, rabun jauh) - ini adalah kerja rumah pertama anda - untuk menyediakan laporan mengenai membetulkan rabun jauh dan rabun jauh dengan bantuan cermin mata.
Jadi, fenomena apakah yang kita gunakan untuk mengajar pelajaran hari ini? (rebus 3) pemerhatian.
Sekarang kami akan menyemak cara anda mempelajari topik pelajaran hari ini. Untuk melakukan ini, mari kita selesaikan teka silang kata.
Kerja rumah:
- teka-teki,
- Silang kata,
- laporan rabun dan rabun jauh,
- bahan kuliah
Mengusik cermin
Setakat ini kita telah bercakap tentang cermin yang jujur. Mereka menunjukkan dunia sebagaimana adanya. Nah, mungkin belok dari kanan ke kiri. Tetapi ada cermin mengusik, memutarbelitkan cermin. Banyak taman budaya dan rekreasi mempunyai tarikan sedemikian - "bilik ketawa". Di sana, semua orang boleh melihat diri mereka sama ada pendek dan bulat, seperti kepala kubis, atau panjang dan nipis, seperti lobak merah, atau seperti bawang bertunas: hampir tanpa kaki dan dengan perut bengkak, dari mana, seperti anak panah, sempit. dada terbentang ke atas dan kepala memanjang yang hodoh pada leher paling nipis.
Kanak-kanak mati ketawa, dan orang dewasa, cuba kekal serius, hanya menggelengkan kepala. Dan kerana ini, pantulan kepala mereka dalam cermin mengusik menjadi herot dengan cara yang paling kelakar.
Tidak ada ruang ketawa di mana-mana, tetapi cermin menggoda mengelilingi kita dalam kehidupan. Anda mungkin mengagumi renungan anda dalam bola kaca dari pokok Tahun Baru lebih daripada sekali. Atau dalam teko logam bersalut nikel, periuk kopi, samovar. Semua imej sangat lucu diherotkan. Ini kerana "cermin" adalah cembung. Cermin cembung juga dipasang pada hendal basikal, motosikal, dan berhampiran teksi pemandu bas. Mereka memberikan imej yang hampir tidak diherotkan, tetapi agak berkurangan jalan di belakang, dan pada bas juga pintu belakang. Cermin langsung tidak sesuai di sini: terlalu sedikit kelihatan di dalamnya. Dan cermin cembung, walaupun kecil, mengandungi gambar yang besar.
Kadang-kadang ada cermin cekung. Ia digunakan untuk bercukur. Jika anda mendekati cermin seperti itu, anda akan melihat wajah anda sangat diperbesarkan. Lampu sorot juga menggunakan cermin cekung. Inilah yang mengumpul sinar dari lampu ke dalam rasuk selari.
Dalam dunia yang tidak diketahui
Kira-kira empat ratus tahun yang lalu, tukang mahir di Itali dan Belanda belajar membuat cermin mata. Mengikuti cermin mata, cermin mata pembesar dicipta untuk melihat objek kecil. Ia sangat menarik dan mengujakan: tiba-tiba melihat dalam semua butiran beberapa biji millet atau kaki lalat!
Pada zaman kita, amatur radio sedang membina peralatan yang membolehkan mereka menerima stesen yang semakin jauh. Dan tiga ratus tahun yang lalu, peminat optik berminat untuk mengisar kanta yang lebih kuat, membolehkan mereka menembusi lebih jauh ke dalam dunia yang tidak kelihatan.
Salah seorang amatur ini ialah pemain Belanda Anthony Van Leeuwenhoek. Kanta tuan terbaik pada masa itu diperbesarkan hanya 30-40 kali. Dan kanta Leeuwenhoek memberikan imej yang tepat, jelas, diperbesarkan 300 kali ganda!
Seolah-olah seluruh dunia keajaiban terbuka di hadapan orang Belanda yang ingin tahu. Leeuwenhoek menyeret semua yang menarik perhatiannya di bawah kaca.
Dia adalah orang pertama yang melihat mikroorganisma dalam setitik air, saluran kapilari di ekor berudu, sel darah merah dan berpuluh-puluh, beratus-ratus perkara lain yang menakjubkan yang tidak pernah disyaki sebelum ini.
Tetapi fikirkan bahawa Leeuwenhoek mendapati penemuannya mudah. Dia adalah seorang yang tidak mementingkan diri sendiri yang menumpukan seluruh hidupnya untuk penyelidikan. Kantanya sangat tidak selesa, tidak seperti mikroskop hari ini. Saya terpaksa meletakkan hidung saya pada pendirian khas supaya kepala saya tidak bergerak sepenuhnya semasa pemerhatian. Dan seperti itu, bersandar pada pendirian, Leeuwenhoek melakukan eksperimennya selama 60 tahun!
Sekali lagi ia adalah sebaliknya
Dalam cermin anda tidak melihat diri anda sama seperti orang di sekeliling anda melihat anda. Malah, jika anda menyikat rambut anda ke satu sisi, di cermin ia akan disikat ke sisi yang lain. Jika terdapat tahi lalat di muka, ia juga akan muncul di sebelah yang salah. Jika anda membalikkan semua ini di cermin, wajah akan kelihatan berbeza, tidak dikenali.
Bagaimanakah anda masih boleh melihat diri anda seperti orang lain melihat anda? Cermin membalikkan segalanya... Baiklah! Mari kita mengakali dia. Mari kita selitkan imej dia, sudah terbalik, sudah bercermin. Biarkan dia mengubahnya sekali lagi, dan semuanya akan jatuh ke tempatnya.
Bagaimana hendak melakukannya? Ya, dengan bantuan cermin kedua! Berdiri di hadapan cermin dinding dan ambil satu lagi, manual. Pegang pada sudut tajam ke dinding. Anda akan menipu kedua-dua cermin: imej "kanan" anda akan muncul dalam kedua-duanya. Ini mudah untuk menyemak menggunakan fon. Bawa buku dengan tulisan besar pada kulit muka anda. Dalam kedua-dua cermin tulisan akan dibaca dengan betul, dari kiri ke kanan.
Sekarang cuba tarik ubun-ubun anda. Saya yakin bahawa ini tidak akan dapat dilakukan serta-merta. Kali ini imej dalam cermin betul-betul betul, tidak berpaling dari kanan ke kiri. Inilah sebabnya anda akan membuat kesilapan. Anda sudah biasa melihat imej cermin di cermin.
Di kedai pakaian siap pakai dan studio jahitan terdapat cermin tiga daun, yang dipanggil trellises. Anda juga boleh melihat diri anda "dari luar" di dalamnya.
kesusasteraan:
- L. Galpershtein, Fizik Keseronokan, M.: Kesusasteraan Kanak-kanak, 1994
GAPOU "Kolej Politeknik Akbulak"
Rancangan pengajaran untuk disiplin: FIZIK
Pelajaran No 150
lembu
kumpulan tarikh
Topik pelajaran: Kanta. Formula Kanta Nipis
Objektif pelajaran:
Pendidikan -
` rumuskan konsep kanta, apakah jenis kanta yang ada;
` tunjukkan titik ciri utama kanta (pusat optik, paksi optik utama, titik fokus utama kanta)
` dalam berat formula asas kanta nipis
Perkembangan – untuk menggalakkan perkembangan: pemikiran, imaginasi spatial, kemahiran komunikasi; meneruskan pembentukan pandangan dunia saintifik;
Pendidikan - Untuk membangunkan budaya kerja mental dan pandangan dunia yang materialistik semula jadi, melalui pelajaran untuk menanam minat dalam fizik sebagai sains.
. Jenis pelajaran:_ teori
Peralatan Komputer riba, projektor, buku teks elektronik
KANDUNGAN PELAJARAN
Bil Peringkat pelajaran, soalan pelajaran Bentuk dan kaedah pengajaran Peraturan masa
1 Peringkat organisasi:
Menyemak Kehadiran
Menyemak kesediaan murid ke kelas
Menyemak kerja rumah Mewujudkan kesediaan kelas untuk pelajaran. 2-3 min.
2 Mesej tentang topik pelajaran Slaid, papan hitam 2 min.
3 Perkara motivasi:
Justifikasi keperluan mempelajari topik ini untuk penguasaan fizik yang berkesan
Dalam pelajaran sebelumnya, kami telah mengkaji bagaimana cahaya berkelakuan dalam keadaan yang berbeza. Kami mengkaji undang-undang optik. Pada pendapat anda, bagaimanakah orang ramai menggunakan undang-undang ini untuk sebarang tujuan praktikal?
Melibatkan pelajar dalam proses menetapkan matlamat dan objektif pelajaran
Perbualan. Analisis aktiviti 2-3 min
4 Mengemas kini pengetahuan asas:
Topik apa yang anda mula belajar?
Apakah undang-undang yang telah anda kenali?
Merumuskan hukum rectilinearity perambatan cahaya.
Merumuskan hukum pantulan cahaya.
Merumuskan hukum biasan cahaya. Perbualan hadapan 5-7 min.
5. Bekerja pada topik pelajaran:
Apakah jenis kanta yang ada?
Sebutan pertama kanta boleh didapati dalam drama Yunani kuno
Aristophanes "Awan" (424 SM), di mana dengan bantuan cembung
kaca dan cahaya matahari membuat api.
Lensa dari dia. linse, daripada kanta Latin - lentilJenis-jenis kanta
Elemen asas kanta
PAKSI OPTIK UTAMA ialah garis lurus yang melaluinya
pusat-pusat permukaan sfera yang membatasi kanta.
PUSAT OPTIK - persilangan paksi optik utama dengan kanta, ditunjukkan oleh titik O.
Paksi optik sekunder ialah sebarang garis lurus yang melalui pusat optik.
Jika pancaran sinar jatuh pada kanta pengumpul,
selari dengan paksi optik utama, kemudian selepas
pembiasan dalam kanta ia dikumpulkan pada satu titik F,
yang dipanggil fokus utama kanta.
Terdapat dua fokus utama; ia terletak pada paksi optik utama pada jarak yang sama dari pusat optik kanta pada sisi bertentangan.
Kanta nipis - kanta yang ketebalannya kecil berbanding dengan jejari kelengkungan permukaan sfera yang mengehadkannya.
Formula Kanta Nipis
Kuasa kanta
1 diopter ialah kuasa optik kanta yang panjang fokusnya ialah 1 meter.
Imej yang dihasilkan oleh kanta
Jenis-jenis imej
Membina imej dalam kanta menumpu
Lagenda
F – fokus kanta
d - jarak dari objek ke kanta
f – jarak dari kanta ke imej
h – ketinggian objek
H – ketinggian imej
D - Kuasa optik kanta.
Unit kuasa optik - diopter - [dtpr]
G – pembesaran kanta
Kepentingan praktikal topik yang sedang dipelajari Bekerja dengan ICT
Buku teks elektronik 22-28 min
6 Merumuskan pelajaran, menilai hasil kerja Perbualan 2-3 min
7. Kerja rumah 18.4. 331-334 hlm. 1-2 min
8. Refleksi: sejauh manakah matlamat dan objektif pelajaran tercapai? Perbualan 1-2 min
Guru: G.A.Krivosheeva
Pelan:
- pengenalan
- 1. Sejarah
- 2 Ciri-ciri kanta mudah
- 3 Laluan sinar dalam kanta nipis
- 4 Laluan sinar dalam sistem kanta
- 5 Membina imej dengan kanta menumpu nipis
- 6 Formula Kanta Nipis
- 7 Skala imej
- 8 Pengiraan jarak fokus dan kuasa optik kanta
- 9 Gabungan pelbagai kanta (sistem berpusat)
- 10 Kelemahan kanta mudah
- 11
Kanta dengan ciri khas
- 11.1 Kanta polimer organik
- 11.2 Kanta kuarza
- 11.3 Kanta silikon
- 12 Penggunaan kanta Nota
kesusasteraan
pengenalan
Kanta plano-cembung
Lensa(Jerman) Linse, dari lat. kanta- lentil) - bahagian yang diperbuat daripada bahan homogen telus optik, dihadkan oleh dua permukaan biasan yang digilap putaran, contohnya, sfera atau rata dan sfera. Pada masa ini, "kanta asfera", bentuk permukaan yang berbeza daripada sfera, semakin digunakan. Bahan optik seperti kaca, kaca optik, plastik lutsinar optik dan bahan lain biasanya digunakan sebagai bahan kanta.
Kanta juga dipanggil peranti dan fenomena optik lain yang mencipta kesan optik yang serupa tanpa mempunyai yang ditentukan ciri luaran. Sebagai contoh:
- "Kanta" rata yang diperbuat daripada bahan dengan indeks biasan berubah-ubah yang berubah bergantung pada jarak dari pusat
- Kanta Fresnel
- Plat zon fresnel menggunakan fenomena pembelauan
- "Kanta" udara di atmosfera - kepelbagaian sifat, khususnya, indeks biasan (dimanifestasikan dalam bentuk imej bintang yang berkelip di langit malam).
- Kanta graviti - kesan pesongan diperhatikan pada jarak antara galaksi gelombang elektromagnet objek besar-besaran.
- Kanta magnet ialah peranti yang menggunakan medan magnet tetap untuk memfokuskan pancaran zarah bercas (ion atau elektron) dan digunakan dalam mikroskop elektron dan ion.
- Imej kanta yang dibentuk oleh sistem optik atau sebahagian daripada sistem optik. Digunakan dalam pengiraan sistem optik yang kompleks.
1. Sejarah
Sebutan pertama tentang kanta boleh ditemui dalam drama Yunani kuno "The Clouds" oleh Aristophanes (424 SM), di mana api dihasilkan menggunakan kaca cembung dan cahaya matahari.
Daripada karya Pliny the Elder (23 - 79) ia mengikuti bahawa kaedah menyalakan api ini juga dikenali di Empayar Rom - ia juga menerangkan, mungkin, kes pertama menggunakan kanta untuk membetulkan penglihatan - diketahui bahawa Nero menonton pertarungan gladiator melalui zamrud cekung untuk membetulkan rabun .
Seneca (3 SM - 65) menerangkan kesan pembesaran yang diberikan oleh bola kaca yang diisi dengan air.
Ahli matematik Arab Alhazen (965-1038) menulis risalah penting pertama mengenai optik, menerangkan bagaimana kanta mata mencipta imej pada retina. Kanta hanya mula digunakan secara meluas dengan kemunculan cermin mata sekitar tahun 1280-an di Itali.
Golden Gate boleh dilihat melalui titisan hujan yang bertindak sebagai kanta.
Tumbuhan dilihat melalui kanta biconvex
2. Ciri-ciri kanta ringkas
Bergantung kepada borang yang ada mengumpul(positif) dan berselerak kanta (negatif). Kumpulan kanta pengumpul biasanya termasuk kanta yang bahagian tengahnya lebih tebal daripada tepinya, dan kumpulan kanta pencapah termasuk kanta yang bahagian tepinya lebih tebal daripada bahagian tengah. Perlu diingatkan bahawa ini hanya benar jika indeks biasan bahan kanta lebih besar daripada indeks biasan persekitaran. Jika indeks biasan kanta lebih rendah, keadaan akan bertukar. Sebagai contoh, gelembung udara dalam air ialah kanta mencapah biconvex.
Kanta biasanya dicirikan oleh kuasa optiknya (diukur dalam dioptri), atau panjang fokus.
Untuk membina peranti optik dengan penyimpangan optik yang diperbetulkan (terutamanya kromatik, disebabkan oleh penyebaran cahaya - akromat dan apokromat), sifat kanta/bahannya yang lain juga penting, contohnya, indeks biasan, pekali penyebaran, ketransmisian bahan dalam optik terpilih. julat.
Kadang-kadang kanta / kanta sistem optik(pembias) direka khas untuk digunakan dalam persekitaran yang mempunyai indeks biasan yang agak tinggi (lihat mikroskop rendaman, cecair rendaman).
Jenis-jenis kanta:
Mengumpul:
1 - biconvex
2 - rata-cembung
3 - cekung-cembung (meniskus positif)
berselerak:
4 - biconcave
5 - rata-cekung
6 - cembung-cekung (meniskus negatif)
Kanta cembung-cekung dipanggil meniskus dan boleh menjadi kolektif (menebal ke arah tengah), meresap (menebal ke arah tepi) atau teleskopik (panjang fokus ialah infiniti). Jadi, sebagai contoh, kanta cermin mata untuk rabun adalah, sebagai peraturan, menisci negatif.
Bertentangan dengan tanggapan salah yang popular, kuasa optik meniskus dengan jejari yang sama bukanlah sifar, tetapi positif, dan bergantung pada indeks biasan kaca dan ketebalan kanta. Meniskus, pusat kelengkungan permukaan yang terletak pada satu titik, dipanggil kanta sepusat (kuasa optik sentiasa negatif).
Sifat tersendiri bagi kanta pengumpul ialah keupayaan untuk mengumpul kejadian sinar pada permukaannya pada satu titik yang terletak di sisi lain kanta.
Unsur-unsur utama kanta: NN - paksi optik - garis lurus yang melalui pusat permukaan sfera yang membatasi kanta; O - pusat optik - titik yang bagi kanta biconvex atau biconcave (dengan jejari permukaan yang sama) terletak pada paksi optik di dalam kanta (di tengahnya).
Catatan. Laluan sinar ditunjukkan seperti dalam kanta ideal (nipis), tanpa menunjukkan pembiasan pada antara muka sebenar. Selain itu, imej kanta biconvex yang agak berlebihan ditunjukkan
Jika titik bercahaya S diletakkan pada jarak tertentu di hadapan kanta pengumpul, maka sinar cahaya yang diarahkan sepanjang paksi akan melalui kanta tanpa dibiaskan, dan sinar yang tidak melalui pusat akan dibiaskan ke arah paksi optik dan bersilang di atasnya pada satu titik F, yang dan akan menjadi imej titik S. Titik ini dipanggil fokus konjugat, atau ringkasnya fokus.
Jika cahaya jatuh pada kanta dari sumber yang sangat jauh, sinar yang boleh diwakili sebagai datang dalam pancaran selari, maka apabila keluar darinya sinar akan membias pada sudut yang lebih besar dan titik F akan bergerak pada paksi optik lebih dekat dengan kanta. Di bawah keadaan ini, titik persilangan sinar yang muncul dari kanta dipanggil fokus F’, dan jarak dari pusat kanta ke fokus ialah panjang fokus.
Kejadian sinar pada kanta mencapah akan dibiaskan ke arah tepi kanta apabila keluar darinya, iaitu bertaburan. Jika sinar ini diteruskan ke arah yang bertentangan seperti yang ditunjukkan dalam rajah dengan garis putus-putus, maka ia akan menumpu pada satu titik F, yang akan fokus lensa ini. Helah ini akan khayalan.
Tumpuan khayalan kanta mencapah
Apa yang telah diperkatakan tentang fokus pada paksi optik adalah sama terpakai kepada kes tersebut apabila imej titik berada pada garis condong yang melalui pusat kanta pada sudut ke paksi optik. Satah berserenjang dengan paksi optik, terletak pada fokus kanta, dipanggil satah fokus.
Kanta kolektif boleh diarahkan ke arah objek dari kedua-dua belah, akibatnya sinar yang melalui kanta boleh dikumpulkan dari kedua-dua satu dan sisi yang lain. Oleh itu, kanta mempunyai dua fokus - hadapan Dan belakang. Ia terletak pada paksi optik pada kedua-dua belah kanta pada jarak fokus dari titik utama kanta.
3. Laluan sinar dalam kanta nipis
Kanta yang ketebalannya diandaikan sifar dipanggil "nipis" dalam optik. Untuk lensa sedemikian, mereka tidak menunjukkan dua satah utama, tetapi satu di mana bahagian depan dan belakang kelihatan bergabung bersama.
Mari kita pertimbangkan pembinaan laluan rasuk arah sewenang-wenangnya dalam kanta pengumpul nipis. Untuk melakukan ini, kami akan menggunakan dua sifat kanta nipis:
- Rasuk yang melalui pusat optik kanta tidak mengubah arahnya;
- Sinar selari yang melalui kanta menumpu pada satah fokus.
Mari kita pertimbangkan sinar SA bagi kejadian arah arbitrari pada kanta pada titik A. Mari kita bina garis perambatannya selepas pembiasan dalam kanta. Untuk melakukan ini, kami membina sinar OB selari dengan SA dan melalui pusat optik O kanta. Mengikut sifat pertama kanta, sinar OB tidak akan mengubah arahnya dan akan bersilang dengan satah fokus pada titik B. Mengikut sifat kedua kanta, sinaran selari SA selepas pembiasan mesti bersilang dengan satah fokus pada yang sama. titik. Oleh itu, selepas melalui kanta, sinar SA akan mengikut laluan AB.
Rasuk lain, seperti rasuk SPQ, boleh dibina dengan cara yang sama.
Mari kita nyatakan jarak SO dari kanta ke sumber cahaya oleh u, jarak OD dari kanta ke titik fokus sinar oleh v, dan jarak fokus OF oleh f. Mari kita dapatkan formula yang menghubungkan kuantiti ini.
Pertimbangkan dua pasangan segi tiga yang serupa: 1) SOA dan OFB; 2) DOA dan DFB. Mari kita tuliskan perkadaran
Membahagikan bahagian pertama dengan yang kedua, kita dapat
Selepas membahagikan kedua-dua belah ungkapan dengan v dan menyusun semula istilah, kita tiba di formula akhir
di manakah jarak fokus kanta nipis.
4. Laluan sinar dalam sistem kanta
Laluan sinar dalam sistem kanta dibina menggunakan kaedah yang sama seperti untuk kanta tunggal.
Pertimbangkan sistem dua kanta, satu daripadanya mempunyai jarak fokus OF dan yang kedua O 2 F 2. Kami membina laluan SAB untuk kanta pertama dan meneruskan segmen AB sehingga ia memasuki kanta kedua di titik C.
Dari titik O 2 kita bina sinar O 2 E, selari dengan AB. Apabila bersilang dengan satah fokus kanta kedua, sinar ini akan memberikan titik E. Menurut sifat kedua kanta nipis, sinar AB, selepas melalui kanta kedua, akan mengikut laluan BE. Persilangan garis ini dengan paksi optik kanta kedua akan memberikan titik D, di mana semua sinar yang muncul dari sumber S dan melalui kedua-dua kanta akan difokuskan.
5. Membina imej dengan kanta pengumpul nipis
Apabila membentangkan ciri-ciri kanta, prinsip pembinaan imej telah dipertimbangkan titik bercahaya pada fokus kanta. Insiden sinar pada kanta dari kiri melalui fokus belakangnya, dan sinaran sinaran di sebelah kanan melalui fokus hadapannya. Perlu diingatkan bahawa dengan kanta mencapah, sebaliknya, fokus belakang terletak di hadapan lensa, dan fokus depan berada di belakang.
Pembinaan imej objek dengan bentuk dan saiz tertentu oleh kanta diperoleh seperti berikut: katakan garis AB mewakili objek yang terletak pada jarak tertentu dari kanta, dengan ketara melebihi panjang fokusnya. Dari setiap titik objek, bilangan sinar yang tidak terhitung akan melalui kanta, yang mana, untuk kejelasan, rajah secara skematik menunjukkan laluan hanya tiga sinar.
Tiga sinar yang terpancar dari titik A akan melalui kanta dan bersilang pada titik lenyap masing-masing di A 1 B 1 untuk membentuk imej. Gambar yang terhasil ialah sah Dan terbalik.
DALAM dalam kes ini imej itu diperolehi pada fokus konjugat dalam satah fokus tertentu FF, agak jauh dari satah fokus utama F’F’, berjalan selari dengannya melalui fokus utama.
Jika objek berada pada jarak tak terhingga dari kanta, maka imejnya diperoleh pada fokus belakang kanta F' sah, terbalik Dan dikurangkan sehingga ia kelihatan seperti satu titik.
Jika objek dekat dengan kanta dan berada pada jarak melebihi dua kali panjang fokus kanta, maka imejnya akan sah, terbalik Dan dikurangkan dan akan terletak di belakang fokus utama dalam segmen antaranya dan panjang fokus berganda.
Jika objek diletakkan pada dua kali ganda panjang fokus daripada kanta, maka imej yang terhasil adalah pada sisi lain kanta pada dua kali ganda panjang fokus daripadanya. Imej diperolehi sah, terbalik Dan sama saiz subjek.
Jika objek diletakkan di antara fokus hadapan dan panjang fokus berganda, maka imej akan diperolehi di belakang panjang fokus berganda dan akan sah, terbalik Dan diperbesarkan.
Jika objek berada dalam satah fokus utama hadapan kanta, maka sinaran yang melalui kanta akan selari, dan imej hanya boleh diperolehi pada infiniti.
Jika objek diletakkan pada jarak kurang daripada jarak fokus utama, maka sinar akan keluar dari kanta dalam rasuk mencapah, tanpa bersilang di mana-mana. Imej itu kemudian khayalan, langsung Dan diperbesarkan, iaitu dalam kes ini kanta berfungsi seperti kaca pembesar.
Adalah mudah untuk melihat bahawa apabila objek menghampiri fokus hadapan kanta dari infiniti, imej bergerak menjauhi fokus belakang dan, apabila objek mencapai satah fokus hadapan, ia kelihatan pada infiniti daripadanya.
Corak ini mempunyai sangat penting dalam latihan pelbagai jenis kerja fotografi, oleh itu, untuk menentukan hubungan antara jarak dari objek ke kanta dan dari kanta ke satah imej, anda perlu mengetahui asas formula kanta.
6. Formula Kanta Nipis
Jarak dari titik objek ke pusat kanta dan dari titik imej ke pusat kanta dipanggil panjang fokus konjugat.
Kuantiti ini saling bergantung dan ditentukan oleh formula yang dipanggil formula kanta nipis(ditemui oleh Isaac Barrow):
di manakah jarak dari kanta ke objek; - jarak dari kanta ke imej; - jarak fokus utama kanta. Dalam kes kanta tebal, formula kekal tidak berubah dengan satu-satunya perbezaan ialah jarak diukur bukan dari pusat kanta, tetapi dari satah utama.
Untuk mencari satu atau satu lagi kuantiti yang tidak diketahui dengan dua yang diketahui, gunakan persamaan berikut:
Perlu diingatkan bahawa tanda-tanda kuantiti u , v , f dipilih berdasarkan pertimbangan berikut - untuk imej sebenar daripada objek sebenar dalam kanta menumpu - semua kuantiti ini adalah positif. Jika imej adalah khayalan, jarak kepadanya diambil sebagai negatif; jika objek adalah khayalan, jarak kepadanya adalah negatif;
Imej huruf hitam melalui kanta cembung nipis dengan panjang fokus f (dipaparkan dalam warna merah). Ditunjukkan ialah sinar untuk huruf E, I dan K (masing-masing dalam warna biru, hijau dan oren). Dimensi imej nyata dan terbalik E (2f) adalah sama. Imej I (f) - pada infiniti. K (pada f/2) mempunyai dua kali ganda saiz imej maya dan langsung
7. Skala imej
Skala imej () ialah nisbah dimensi linear imej kepada dimensi linear objek yang sepadan. Hubungan ini boleh dinyatakan secara tidak langsung oleh pecahan , di manakah jarak dari kanta ke imej; - jarak dari kanta ke objek.
Terdapat faktor pengurangan di sini, iaitu nombor yang menunjukkan berapa kali dimensi linear imej lebih kecil daripada dimensi linear sebenar objek.
Dalam amalan pengiraan, adalah lebih mudah untuk menyatakan hubungan ini dalam nilai atau , di manakah jarak fokus kanta.
8. Pengiraan jarak fokus dan kuasa optik kanta
Nilai jarak fokus untuk kanta boleh dikira menggunakan formula berikut:
, Di manaIndeks biasan bahan kanta,
Jarak antara permukaan sfera kanta sepanjang paksi optik, juga dikenali sebagai ketebalan kanta, dan tanda-tanda jejari dianggap positif jika pusat permukaan sfera terletak di sebelah kanan kanta dan negatif jika di sebelah kiri. Jika ia agak kecil berbanding dengan panjang fokusnya, maka kanta sedemikian dipanggil kurus, dan panjang fokusnya boleh didapati sebagai:
di mana R>0 jika pusat kelengkungan berada di sebelah kanan paksi optik utama; R<0 если центр кривизны находится слева от главной оптической оси. Например, для двояковыпуклой линзы будет выполняться условие 1/F=(n-1)(1/R1+1/R2)
(Formula ini juga dipanggil formula kanta nipis.) Panjang fokus adalah positif untuk kanta menumpu, dan negatif untuk kanta mencapah. Kuantiti itu dipanggil kuasa optik kanta. Kuasa optik kanta diukur dalam dioptri, unitnya ialah m −1 .
Formula ini boleh diperolehi dengan mempertimbangkan dengan teliti proses membina imej dalam kanta menggunakan hukum Snell, jika kita beralih daripada formula trigonometri am kepada penghampiran paraxial.
Kanta adalah simetri, iaitu, ia mempunyai panjang fokus yang sama tanpa mengira arah cahaya - kiri atau kanan, yang, bagaimanapun, tidak terpakai untuk ciri-ciri lain, sebagai contoh, penyimpangan, magnitud yang bergantung pada sisi mana kanta menghadap cahaya.
9. Gabungan pelbagai kanta (sistem berpusat)
Kanta boleh digabungkan antara satu sama lain untuk membina sistem optik yang kompleks. Kuasa optik sistem dua kanta boleh didapati sebagai jumlah ringkas kuasa optik setiap kanta (dengan mengandaikan bahawa kedua-dua kanta boleh dianggap nipis dan ia terletak berdekatan antara satu sama lain pada paksi yang sama):
.Jika kanta terletak pada jarak tertentu antara satu sama lain dan paksinya bertepatan (sistem bilangan kanta sewenang-wenangnya dengan sifat ini dipanggil sistem berpusat), maka jumlah kuasa optik mereka boleh didapati dengan tahap ketepatan yang mencukupi dari ungkapan berikut:
,di manakah jarak antara satah utama kanta.
10. Kelemahan kanta mudah
Peralatan fotografi moden menuntut kualiti imej yang tinggi.
Imej yang dihasilkan oleh kanta mudah, disebabkan oleh beberapa kekurangan, tidak memenuhi keperluan ini. Penghapusan kebanyakan kekurangan dicapai dengan pemilihan sebilangan kanta yang sesuai ke dalam sistem optik berpusat - kanta. Imej yang diperoleh dengan kanta mudah mempunyai pelbagai kelemahan. Kelemahan sistem optik dipanggil penyimpangan, yang dibahagikan kepada jenis berikut:
- Penyimpangan geometri
- Penyimpangan sfera;
- Koma;
- Astigmatisme;
- herotan;
- Kelengkungan medan imej;
- Penyimpangan kromatik;
- Penyimpangan pembelauan (penyimpangan ini disebabkan oleh unsur lain sistem optik dan tiada kaitan dengan lensa itu sendiri).
11. Kanta dengan ciri khas
11.1. Kanta polimer organik
Polimer memungkinkan untuk mencipta kanta asfera yang murah menggunakan tuangan.
Kanta sentuh
Dalam bidang oftalmologi, kanta sentuh lembut telah dibangunkan. Pengeluaran mereka adalah berdasarkan penggunaan bahan yang bersifat biphasic, menggabungkan serpihan organosilicon atau silikon polimer organosilikon dan polimer hidrogel hidrofilik. Kerja selama lebih daripada 20 tahun membawa kepada penciptaan pada lewat 90-an kanta hidrogel silikon, yang, terima kasih kepada gabungan sifat hidrofilik dan kebolehtelapan oksigen yang tinggi, boleh digunakan secara berterusan selama 30 hari sepanjang masa.
11.2. Kanta kuarza
Kaca kuarza adalah silika tulen yang dicairkan semula dengan penambahan kecil (kira-kira 0.01%) Al 2 O 3, CaO dan MgO. Ia dicirikan oleh rintangan haba yang tinggi dan lengai kepada banyak bahan kimia dengan pengecualian asid hidrofluorik.
Kaca kuarza lutsinar menghantar sinaran ultraungu dan cahaya nampak dengan baik.
11.3. Kanta silikon
Silikon menggabungkan penyebaran ultra-tinggi dengan nilai mutlak tertinggi indeks biasan n=3.4 dalam julat IR dan kelegapan lengkap dalam julat spektrum yang boleh dilihat.
Di samping itu, sifat silikon dan teknologi terkini untuk pemprosesannya yang memungkinkan untuk mencipta kanta untuk julat sinar-X gelombang elektromagnet.
12. Penggunaan kanta
Kanta ialah elemen optik universal bagi kebanyakan sistem optik.
Penggunaan tradisional kanta ialah teropong, teleskop, pemandangan optik, teodolit, mikroskop dan peralatan fotografi dan video. Kanta penumpu tunggal digunakan sebagai cermin mata pembesar.
Satu lagi bidang penggunaan kanta yang penting adalah oftalmologi, di mana tanpa mereka adalah mustahil untuk membetulkan kecacatan penglihatan - rabun jauh, rabun jauh, penginapan yang tidak betul, astigmatisme dan penyakit lain. Kanta digunakan dalam peranti seperti cermin mata dan kanta sentuh.
Dalam astronomi radio dan radar, kanta dielektrik sering digunakan untuk mengumpul fluks gelombang radio ke dalam antena penerima atau memfokuskannya pada sasaran.
Dalam reka bentuk bom nuklear plutonium, sistem kanta yang diperbuat daripada bahan letupan dengan kelajuan letupan yang berbeza (iaitu, dengan indeks biasan yang berbeza) digunakan untuk menukar gelombang kejutan mencapah sfera daripada sumber titik (detonator) kepada satu penumpuan sfera.
Nota
- Sains di Siberia - www.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?15 320 1
- kanta silikon untuk julat IR - www.optotl.ru/mat/Si#2
Abstrak ini adalah berdasarkan artikel dari Wikipedia Rusia. Penyegerakan selesai 07/09/11 20:53:22
Abstrak berkaitan: Kanta Fresnel, Kanta Luneberg, Kanta Billet, Kanta elektromagnet, Kanta Empat Kuda, Kanta Asfera.
