Ο φακός στη φυσική. Χαρακτηριστικά και εφαρμογή

Ένας φακός είναι μια απλή οπτική συσκευή που αποτελείται από ένα ή περισσότερα τμήματα από διαφανές υλικό (συνήθως γυαλί, αλλά και πλαστικά, μέταλλα, πηκτές, παραφίνη) κολλημένα μεταξύ τους. Τις περισσότερες φορές εμφανίζεται σε σχήμα κυλινδρικού τομέα και στη θέση των βάσεων περιορίζεται από σφαιρικές επιφάνειες. Ποιοι είναι οι τύποι φακών; Ποια είναι η χρήση τους;

Δείτε την ταινία: "Πώς μπορείτε να βοηθήσετε το παιδί σας να βρεθεί σε ένα νέο περιβάλλον;"

1. Τι είναι ο φακός;

Ο φακός είναι συνήθως κατασκευασμένος από γυαλί, αλλά όχι πάντα. Είναι διαφανές, το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται έχει διαφορετικό δείκτη διάθλασης φωτός από το μέσο στο οποίο βρίσκεται. Πιο συγκεκριμένα, το σημείο εδώ είναι το κύμα μπροστά από τον φακό να αλλάξει την κατεύθυνσή του μετά την είσοδό του.

Μιλώντας για το φακό, δεν ασχολούμαστε μόνο με το φως, επομένως πρέπει να χρησιμοποιήσουμε την καθολική έννοια της διάθλασης των κυμάτων, όχι το φως. Μπορεί επίσης να υπάρχουν ακουστικοί φακοί σχεδιασμένοι για να διαθλάσουν τα ηχητικά κύματα.

Συνήθως, κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσής μας, μαθαίνουμε για γυάλινους φακούς, αλλά μπορούν να κατασκευαστούν από στερεά, υγρά ή αέρια σώματα.

Πίεση στη φυσική. Τύπος ορισμού και υπολογισμού

Η πίεση είναι μια ποσότητα που καθορίζει τον τρόπο συγκέντρωσης μιας δεδομένης δύναμης στην επιφάνεια. Η πίεση είναι μια ποσότητα ...

διάβασε το άρθρο

2. Τύποι φακών

Οι φακοί χωρίζονται ανάλογα με την ικανότητα εστίασής τους. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, μπορούμε να διακρίνουμε τους φακούς:

  • εστίαση;
  • αποσπά την προσοχή.

Ένα άλλο κριτήριο για την ταξινόμηση των φακών είναι ο σχεδιασμός τους. Σε αυτό το τμήμα, διακρίνουμε τους φακούς:

  • μονό (π.χ. ποτήρια σε ποτήρια).
  • σύμπλεγμα (π.χ. φακός Fresnel που χρησιμοποιείται σε φάρους).

Η πιο κοινή διαίρεση των φακών, ωστόσο, είναι ανάλογα με το σχήμα τους. Σύμφωνα με αυτό το κριτήριο, διακρίνουμε τους φακούς:

  • δίκυκλο;
  • αμφίκυρτο;
  • επίπεδη - κυρτή;
  • επίπεδη - κοίλη;
  • κοίλο - κυρτό.

3. Ιδιότητες του φακού

Κάθε φακός έχει ένα σημείο που ονομάζεται εστιακό σημείο και έναν οπτικό άξονα. Περιορίζεται από σφαιρικές επιφάνειες που είναι σφαιρικά τμήματα και τα κέντρα των σφαιρών ορίζουν μια ευθεία γραμμή που είναι ο οπτικός άξονας του φακού.

Το εστιακό μήκος του φακού σημειώνεται με το γράμμα F, είναι το σημείο στον οπτικό άξονα του φακού όπου τέμνονται οι κατευθύνσεις των κυμάτων ή των επεκτάσεών τους.

μαθηματικά

Πίνακας περιεχομένων...

διάβασε το άρθρο

Γράφουμε τη μαθηματική περιγραφή ενός λεπτού φακού με τον τύπο:

1f = 1x + 1y = (n2n1−1) (1r1 + 1r2)

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η γωνία μεταξύ του άξονα του φακού και των ακτίνων των κυμάτων δεν είναι μεγάλη, και ότι:

  • f είναι η εστιακή απόσταση από το φακό.
  • Το n1 είναι ο δείκτης διάθλασης του μέσου στο οποίο βρίσκεται ο φακός.
  • Το n2 είναι ο δείκτης διάθλασης του φακού.
  • r1 και r2 είναι οι ακτίνες των σφαιρικών επιφανειών του φακού.
  • x είναι η απόσταση του αντικειμένου από το φακό.
  • y είναι η απόσταση εικόνας από το φακό.

Για τις ακτίνες των σφαιρικών επιφανειών, υποθέτουμε ένα αρνητικό σημάδι για κοίλες επιφάνειες και ένα θετικό σημάδι για κυρτές επιφάνειες. Για επίπεδο r = ∞ και για 1r = 1∞ = 0.

Η εστιακή απόσταση από το φακό είναι αρνητική για τους φακούς σκέδασης και θετική για τους φακούς εστίασης.

Αξίζει να έχουμε κατά νου ότι η μαθηματική περιγραφή δείχνει έναν λεπτό φακό ο οποίος, με απλοποιημένο τρόπο, αντιπροσωπεύει την πραγματικότητα.

Φακοί επαφής και γυαλιά

Οι φακοί επαφής είναι φακοί που τοποθετούνται στην επιφάνεια του κερατοειδούς. Είναι διαφανείς. Κάτω...

διάβασε το άρθρο

4. Χρήση φακών

Οι φακοί χρησιμοποιούνται σε πολλά οπτικά όργανα για τη διαμόρφωση μιας δέσμης φωτός ή τη δημιουργία μιας εικόνας. Τοποθετούνται σε:

  • φωτογραφικές μηχανές
  • κάμερες
  • μεζονέτες
  • μικροσκόπια
  • διόπτρες;
  • μεγεθυντικοί φακοί
  • φαρμακευτικά ποτήρια
  • φακοί επαφής ματιών
  • φασματοφωτόμετρα;
  • φακοειδής εκτύπωση
  • ελαφριοί σηματοφόροι.
Ετικέτες:  Μωρό Εγκυμοσύνη Σχεδιασμού Εγκυμοσύνη