Φόρμουλα φακού

Εισαγωγή

Σε γενικές γραμμές, τα σχέδια ακτίνων μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της θέσης της εικόνας, του μεγέθους, του σχήματος και του τύπου της εικόνας που αποτελείται από αντικείμενα όταν τοποθετούνται κάπου μπροστά από το φακό. Τα σχέδια ακτίνων παρέχουν χρήσιμες πληροφορίες σχετικά με τις σχέσεις εικόνας-αντικειμένου, αλλά δεν παρέχουν πληροφορίες σε ποσοτική μορφή.

Ενώ ένα διάγραμμα ακτίνων μπορεί να βοηθήσει κάποιον να προσδιορίσει το περίπου. θέση και μέγεθος της εικόνας. Δεν θα παρέχει αριθμητικές πληροφορίες σχετικά με την απόσταση από την εικόνα και το μέγεθος της εικόνας. Για αυτόν τον τύπο αριθμητικών πληροφοριών, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε την εξίσωση φακού και την εξίσωση μεγέθυνσης που είναι επίσης γνωστή ως Τύπος φακού.

Απόσταση αντικειμένου

Γενικά η απόσταση ενός αντικειμένου από το οπτικό κέντρο του φακού είναι γνωστή ως απόσταση αντικειμένου. Συμβολίζεται ή αντιπροσωπεύεται από το u.

Απόσταση εικόνας

Η απόσταση της εικόνας από το οπτικό κέντρο του φακού είναι γνωστή ως απόσταση εικόνας και συμβολίζεται με το σύμβολο v.

Εστιακό μήκος

Το εστιακό μήκος εκφράζεται ως η απόσταση της κύριας εστίασης από το οπτικό κέντρο του φακού ονομάζεται εστιακή απόσταση. Αντιπροσωπεύεται από f.

Φόρμουλα ελαφρού φακού

Γενικά, η σχέση μεταξύ απόστασης αντικειμένου, απόστασης εικόνας και εστιακής απόστασης για έναν φακό ονομάζεται τύπος φακού.

1v–1u=1f

Όπου, v είναι η απόσταση εικόνας

U είναι η απόσταση του αντικειμένου και f είναι η εστιακή απόσταση. Βασικά η απόσταση του αντικειμένου και της εικόνας μετριέται από το κέντρο του φακού. Η τιμή ή το σύμβολο εξαρτάται από τη σύμβαση.

Γενικά, αυτός ο τύπος φακού είναι αποδεκτός ή ισχύει για όλες τις περιπτώσεις για σφαιρικούς φακούς. Εδώ, αν γνωρίζουμε δύο τιμές, μπορούμε να υπολογίσουμε την τρίτη.

Μεγέθυνση

Η μεγέθυνση γενικά εκφράζεται ή καθορίζεται ως ο λόγος του ύψους της εικόνας και του ύψους του αντικειμένου ή μπορούμε να πούμε ότι το ύψος της εικόνας και η απόσταση του αντικειμένου είναι επίσης γνωστή ως Μεγέθυνση. Αντιπροσωπεύεται από το 'm'

δηλαδή m=Ύψος εικόνας h'Ύψος αντικειμένου

m=Ύψος εικόνας vΑπόσταση αντικειμένου u

Εδώ σε αυτήν την περίπτωση:

Το θετικό σημάδι μεγέθυνσης δείχνει ότι η εικόνα είναι όρθια και εικονική.

Το αρνητικό πρόσημο μεγέθυνσης δείχνει ότι η εικόνα είναι πραγματική και ανεστραμμένη.

Ισχύς φακού

Γενικά, ένας κυρτός φακός με μικρή εστιακή απόσταση συγκλίνει την ακτίνα φωτός με μεγαλύτερο βαθμό πιο κοντά στην κύρια εστίαση και ένας κοίλος φακός με μικρή εστιακή απόσταση αποκλίνει τις ακτίνες φωτός με μεγαλύτερο βαθμό πιο κοντά στην κύρια εστίαση.

Ο βαθμός απόκλισης και σύγκλισης των ακτίνων φωτός από έναν φακό εκφράζεται ως προς την ισχύ του φακού. Γενικά, ο βαθμός σύγκλισης και απόκλισης εξαρτάται από την εστιακή απόσταση ενός φακού. Βασικά συμβολίζεται με «p». Η ισχύς ενός φακού είναι αντίστοιχη της εστιακής απόστασης.

δηλαδή Power=1Εστιακή απόσταση

p=1f

Η μονάδα SI είναι διόπτρα και συμβολίζεται με «D».

Γενικά, ένας κυρτός φακός έχει ισχύ θετική και ο κοίλος φακός έχει αρνητική ισχύ.

Σύμβαση καρτεσιανού σημείου

Όλα τα διαγράμματα σχεδιάζονται λαμβάνοντας υπόψη το φως που ταξιδεύει από αριστερά προς τα δεξιά.
Όλες οι αποστάσεις μετρώνται από μια επιφάνεια αναφοράς. Η απόσταση προς τα αριστερά προς την επιφάνεια είναι αρνητική
Γενικά η απόσταση ενός πραγματικού αντικειμένου είναι αρνητική.
Βασικά η απόσταση μιας πραγματικής εικόνας είναι θετική.
Το ύψος πάνω από τον άξονα θεωρείται θετικό.
Οι γωνίες που μετρώνται δεξιόστροφα από τον άξονα είναι αρνητικές.

Φόρμουλα δημιουργίας φακών

Οι πραγματικοί φακοί έχουν περιορισμένο πάχος μεταξύ των δύο επιφανειών καμπυλότητάς τους. Ένας ιδανικός λεπτός φακός με δύο επιφάνειες ίσης καμπυλότητας θα έχει γενικά μηδενική οπτική ισχύ. Σημαίνει ότι ούτε θα συγκλίνει ούτε θα αποκλίνει το φως. Ένας φακός με κάποιο πάχος που δεν είναι αμελητέο ονομάζεται παχύς φακός.

Οι φακοί είναι δύο τύπων που βασίζονται στην καμπυλότητα δύο επιφανειών. Κυρτό και κοίλο.

Ο τύπος του κατασκευαστή φακού είναι η σχέση μεταξύ της εστιακής απόστασης του φακού με τον δείκτη διάθλασης του αντικειμένου του και την ακτίνα της καμπυλότητας των δύο επιφανειών του. Χρησιμοποιείται από τους κατασκευαστές φακών για την κατασκευή συγκεκριμένων ηλεκτρικών φακών από έναν δεδομένο δείκτη διάθλασης.

Ο φακός είναι λεπτός, επομένως η απόσταση που μετράται από τους πόλους των δύο επιφανειών του φακού μπορεί να ληφθεί για να ταιριάζει με τις αποστάσεις που μετρήθηκαν από το οπτικό κέντρο.

Η φόρμουλα δημιουργίας φακών χρησιμοποιείται για τη δημιουργία φακού με καθορισμένη εστιακή απόσταση. Ο φακός έχει δύο καμπύλες επιφάνειες, αλλά δεν είναι ακριβώς οι ίδιες. Εάν γνωρίζουμε τον δείκτη διάθλασης και την ακτίνα καμπυλότητας και των δύο επιφανειών, τότε μπορούμε να προσδιορίσουμε την εστιακή απόσταση του φακού χρησιμοποιώντας τον τύπο κατασκευής φακού που παρέχεται:

Τύπος δημιουργίας φακών=1f=μ-1×(1R1–1R2)

Όπου, f=Εστιακή απόσταση φακού

μ=Δείκτης διάθλασης

R1 και R2=Ακτίνα καμπυλότητας και των δύο επιφανειών

Συμπέρασμα

Ο φακός είναι μια ανοιχτή ή διαφανής πηγή που συνδέεται από δύο επιφάνειες και τουλάχιστον μία από τις δύο πρέπει να είναι καμπυλωτή. Ένας φακός λέγεται ότι είναι λεπτός εάν το κενό μεταξύ των δύο επιφανειών είναι πολύ μικρό. Γενικά ένας φακός θα συγκλίνει με τη θετική εστιακή απόσταση και θα αποκλίνει εάν η εστιακή απόσταση είναι αρνητική.

Έτσι, σε αυτή την περίπτωση, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο κυρτός φακός δεν χρειάζεται να είναι συγκλίνοντας φακός και κοίλος έως αποκλίνων. Κάθε φακός έχει μια τιμή που μπορούμε να προσδιορίσουμε χρησιμοποιώντας μια φόρμουλα κατασκευής φακών. Αυτό το άρθρο θα εξηγήσει αυτά τα παραδείγματα.