¿Cómo funcionan las cámaras, lupas y proyectores?
Uso de lentes convexas
Las lentes convexas se fabrican basándose en el principio de refracción de la luz.
Una lente convexa es una lente con una parte central más gruesa. Las lentes convexas se dividen en formas biconvexas, plano-convexas y cóncavas-convexas (o menisco positivo). Las lentes convexas delgadas tienen un efecto convergente, por lo que también se denominan lentes condensadas. Las lentes convexas más gruesas tienen efectos de gran alcance, divergentes o convergentes. Esto es consistente con la función de la lente relacionada con el espesor.
Inyecte rayos de luz paralelos (como la luz solar) paralelos al eje (la línea que conecta los centros de las dos superficies esféricas de la lente convexa se llama eje óptico principal de la lente), y la luz se Se refracta dos veces en ambos lados de la lente. Finalmente, se concentra en un punto del eje. Este punto se llama foco de la lente convexa (marcado como F). La lente convexa tiene un foco en ambos lados del espejo. Por ejemplo, si se trata de una lente delgada, las distancias desde los dos puntos de enfoque hasta el centro de la lente son aproximadamente iguales. La distancia focal de una lente convexa se refiere a la distancia desde el foco al centro de la lente, generalmente expresada como f. Cuanto menor sea el radio esférico de la lente convexa, más corta será la distancia focal. Las lentes convexas se pueden utilizar en lupas, gafas que usan personas con presbicia e hipermetropía, cámaras fotográficas, proyectores de películas, microscopios, lentes telescópicas, etc.
La regla de imagen de las lentes convexas estudiadas experimentalmente es: cuando la distancia del objeto está dentro de una distancia focal, se obtiene una imagen virtual vertical y ampliada; cuando la distancia del objeto está entre una y dos veces la distancia focal, una; se obtiene una imagen real invertida y ampliada; más allá del doble de la distancia focal, se obtiene una imagen real invertida y reducida.
Este experimento pretende estudiar y confirmar esta regla. En el experimento, existe la siguiente tabla:
Distancia del objeto u, naturaleza de la imagen, posición de la imagen
Ampliación o reducción vertical o invertida de la imagen virtual o imagen real en el mismo lado o en el lado opuesto del objeto Distancia de imagen v
u>2f Imagen real invertida y reducida en el lado opuesto f u=2f Invertida e imagen real de igual tamaño en el lado opuesto v=2f f2f u=f －－ －－－ (sin significado, sin imagen) u es una tabla diseñada para confirmar esa regla. De hecho, las imágenes de lentes satisfacen la fórmula de imágenes de lentes: 1/u (distancia del objeto) + 1/v (distancia de la imagen) = 1/f (distancia focal de la lente) La La cámara realmente utiliza Comprender el principio de imagen de las lentes convexas. Para una lente convexa, sea f la distancia focal (una lente convexa puede captar luz. El punto donde convergen los rayos de luz se llama foco, y la distancia desde el foco hasta el centro de la lente convexa es la distancia focal). La distancia del objeto (la distancia desde el objeto al centro de la lente convexa) es u. Luego, cuando u>2f, en el otro lado de la lente convexa, coloque un objeto opaco, que en física se llama pantalla de luz. y puedes obtener una imagen en la pantalla de luz que es igual a la real, pero esta imagen está invertida y reducida. Un dispositivo óptico visual sencillo que se utiliza para observar los detalles de los objetos es una lente convergente con una distancia focal mucho menor que la distancia fotópica del ojo. El tamaño de un objeto fotografiado en la retina del ojo humano es proporcional al ángulo (ángulo de visión) del objeto con respecto al ojo. Cuanto más amplio sea el ángulo de visión, más grande será la imagen y más detallado se podrá distinguir el objeto. Acercarse a un objeto aumenta el ángulo de visión, pero está limitado por la capacidad del ojo para ajustar el enfoque. Utilice una lupa, manténgala cerca del ojo y coloque el objeto dentro de su foco, creando una imagen virtual vertical. La función de una lupa es ampliar la perspectiva. El objeto no aparecerá en el enfoque y la distancia focal doble será la misma. Si es mayor que la distancia focal doble, la imagen invertida será más pequeña. , y aparecerá el desenfoque y el deslizamiento interior. El objeto se coloca en el foco. En el interior se ve una gran imagen virtual en el lado opuesto. La imagen puede aparecer en la pantalla, debe ser una imagen real si está invertida. 1. Cuando u>f, se convierte en una imagen real, y cuando u 2. Cuando U>2f, se convierte en una imagen real reducida, cuando u<2f, se convierte en una imagen real ampliada. El punto de doble distancia focal es el punto divisorio entre la imagen real ampliada y la imagen virtual reducida. 3． Al formar una imagen real, cuando la distancia del objeto disminuye, la distancia de la imagen se vuelve más grande y cuando la distancia del objeto aumenta, la distancia de la imagen se vuelve más pequeña y la imagen se vuelve más pequeña; 4. Cuando se forma una imagen real, la imagen y el objeto están en lados opuestos de la lente convexa; cuando se forma una imagen virtual, la imagen y el objeto están en el mismo lado de la lente convexa. 5. La imagen real se forma por la convergencia de los rayos de luz reales y se puede mostrar en la pantalla de luz. La imagen virtual es la intersección de las líneas de extensión inversas de los rayos de luz refractados y no se muestra en la pantalla de luz.