KONVERGERANDE LINS: EGENSKAPER, TYPER OCH LÖST TRÄNING - FYSISK - 2025

De konvergerande linserna är de tunnare i kanterna som är tjockare i sin centrala del. Som en konsekvens koncentrerar de (konvergerar) ljusstrålarna som faller på dem parallellt med huvudaxeln på en enda punkt. Denna punkt kallas fokus eller bildfokus och representeras av bokstaven F. Konvergerande eller positiva linser bildar vad som kallas verkliga bilder av objekt.

Ett typiskt exempel på en konvergerande lins är ett förstoringsglas. Det är emellertid vanligt att hitta den här typen av linser i mycket mer komplexa enheter som mikroskop eller teleskop. I själva verket är ett grundläggande sammansatt mikroskop ett som består av två konvergerande linser som har en liten brännvidd. Dessa linser kallas objektiva och okulära.

Förstoringsglas, en konvergerande lins.

Konvergerande linser används i optik för olika tillämpningar, även om det kanske bäst är att korrigera synfel. Således är de indikerade att behandla hyperopi, presbyopia och även vissa typer av astigmatism såsom hyperopisk astigmatism.

egenskaper

Konvergerande lins. Chetvorno

Konvergerande linser har ett antal egenskaper som definierar dem. I vilket fall som helst är det kanske det viktigaste som vi redan har avancerat i sin definition. Således kännetecknas konvergenta linser genom att avfoga genom strålningen vilken stråle som faller på dem i en riktning parallell med huvudaxeln.

Vidare bryts ömsesidigt varje infallande stråle som passerar fokusen parallellt med linsens optiska axel.

Konvergerande linselement

För sin studie är det viktigt att veta vilka element som utgör linser i allmänhet och konvergerande linser i synnerhet.

I allmänhet kallas det optiska centrum för en lins till den punkt där varje stråle som passerar genom den inte upplever någon avvikelse.

Huvudaxeln är linjen som förbinder det optiska mitten och huvudfokus, som vi redan har kommenterat, representeras av bokstaven F.

Huvudfokus är punkten där alla strålar som träffar linsen är parallella med huvudaxeln.

Brännvidden är avståndet mellan det optiska mitten och fokus.

Krökningscentrumen definieras som centrum för de sfärer som skapar linsen; Krökningsradie är radierna för sfärer som ger upphov till linsen.

Och slutligen kallas linsens centrala plan det optiska planet.

Bildbildning i konvergerande linser

För att bilda bilderna i konvergerande linser måste en serie grundläggande regler beaktas, vilka förklaras nedan.

Om strålen slår linsen parallellt med axeln konvergerar den framväxande strålen på bildfokus. Omvänt, om en infallande stråle passerar genom objektfokus, kommer strålen ut i en riktning parallell med axeln. Slutligen bryts strålarna som passerar genom det optiska mitten utan att uppleva någon form av avböjning.

Som en konsekvens kan följande situationer uppstå i en konvergerande lins:

- Att objektet är beläget med avseende på det optiska planet på ett avstånd som är större än dubbelt fokallängden. I så fall är bilden som produceras verklig, inverterad och mindre än objektet.

- Att objektet är beläget på ett avstånd från det optiska planet lika med två gånger fokallängden. När detta händer är den bild som erhålls en riktig bild, inverterad och i samma storlek som objektet.

- Att objektet ligger på ett avstånd från det optiska planet mellan en och två gånger brännvidden. Sedan produceras en bild som är verklig, inverterad och större än det ursprungliga objektet.

- Att objektet är beläget på ett avstånd från det optiska planet som är mindre än brännvidden. I så fall kommer bilden att vara virtuell, direkt och större än objektet.

Typer av konvergerande linser

Det finns tre olika typer av konvergerande linser: bikonvexa linser, plano-konvexa linser och konkava-konvexa linser.

Biconvex-linser består, som namnet antyder, av två konvexa ytor. Plano-konvexen har under tiden en plan och en konvex yta. Och slutligen består konkaxa konvexa linser av en svagt konkav och en konvex yta.

Skillnad med olika linser

Konvergerande lins. Fir0002 (prat) (Uppladdningar)

Divergenta linser skiljer sig däremot från konvergenta linser genom att tjockleken minskar från kanterna mot mitten. I motsats till vad som hände med konvergenta linser är således ljusstrålarna som slår parallellt med huvudaxeln separerade i denna typ av lins. På detta sätt bildar de vad som kallas virtuella bilder av objekt.

I optik används divergerande eller negativa linser, som de också är kända, främst för att korrigera myopi.

Gaussekvationer av tunna linser och förstoring av en lins

I allmänhet är den typ av linser som studeras vad som kallas tunna linser. Dessa definieras som de som har en liten tjocklek jämfört med krökningsradie hos ytorna som begränsar dem.

Denna typ av lins kan studeras med Gauss-ekvationen och med den ekvation som gör det möjligt att bestämma förstoringen av en lins.

Gauss-ekvation

Gaussekvationen för tunna linser används för att lösa en mängd grundläggande optiska problem. Därför dess stora vikt. Dess uttryck är följande:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Där 1 / f är vad som kallas linsens kraft och f är brännvidden eller avståndet från det optiska centrumet till fokus F. Mätningsenheten för en lins är dioptern (D), där 1 D = 1 m ^-1 . För sin del är p respektive q det avstånd som ett objekt är beläget på och avståndet på vilket dess bild observeras.

Förstoring av en lins

Den laterala förstoringen av en tunn lins erhålls med följande uttryck:

M = - q / p

Där M är förstoringen. Från värdet av ökningen kan ett antal konsekvenser härledas:

Om -M-> 1 är bildstorleken större än objektet

Om -M- <1 är bildstorleken mindre än objektets storlek

Om M> 0 är bilden rätt och på samma sida av linsen som objektet (virtuell bild)

Om M <0 är bilden inverterad och på motsatt sida av objektet (verklig bild)

Träningen löst

En kropp ligger en meter bort från en konvergerande lins, som har en brännvidd på 0,5 meter. Hur ser kroppsbilden ut? Hur långt borta kommer det att vara?

Vi har följande data: p = 1 m; f = 0,5 m.

Vi ansluter dessa värden till Gauss-ekvationen för tunna linser:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Och följande återstår:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Vi isolerar 1 / q

1 / q = 1

För att sedan rensa q och få:

q = 1

Därför ersätter vi i ekvationen förstoringen av en lins:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

Därför är bilden verklig eftersom q> 0, inverterad eftersom M <0 och av lika stor storlek eftersom det absoluta värdet på M är 1. Slutligen är bilden en meter från fokus.

referenser

1. Ljus (nd). På Wikipedia. Hämtad den 18 mars 2019 från es.wikipedia.org.
2. Lekner, John (1987). Reflektionsteori, elektromagnetiska vågor och partikelvågor. Springer.
3. Ljus (nd). På Wikipedia. Hämtad den 20 mars 2019 från en.wikipedia.org.
4. Lins (nd). På Wikipedia. Hämtad den 17 mars 2019 från es.wikipedia.org.
5. Lins (optik). På Wikipedia. Hämtad den 19 mars 2019 från en.wikipedia.org.
6. Hecht, Eugene (2002). Optik (4: e upplagan). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Fysisk. 3: e upplagan. Barcelona: Jag vänt.