Tsim cov duab hauv lub lens nyias: kos duab, cov mis lo ntsiab muag nyias

2024 Tus sau: Angel Austin | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-17 05:28

Lenses yog cov khoom pob tshab uas tuaj yeem cuam tshuam lub hnub ci. Lawv feem ntau yog ua los ntawm iav. Cov lus "refract light" yog hais txog lub peev xwm los hloov cov kev taw qhia ntawm propagation ntawm teeb pom kev zoo rays. Cia peb xav txog yuav ua li cas cov duab tsim hauv lub lens nyias.

keeb kwm keeb kwm

thawj lo ntsiab muag uas paub rau cov neeg Greek thaum ub thiab Loos yog cov iav iav uas muaj dej puv. Cov qauv ntawm cov iav kho qhov muag niaj hnub no tau siv los tua hluav taws.

Nws tsuas yog thaum kawg ntawm lub xyoo pua 13th uas thawj lub iav tsom iav tau tsim nyob hauv Europe. Txij thaum ntawd los, cov txheej txheem ntawm lawv cov khoom siv tsis tau hloov pauv ntau. Qhov kev tsim kho tshiab nkaus xwb yog kev siv cov tar los ntawm Isaac Newton nyob rau xyoo pua 17th los polish qhov chaw ntawm cov khoom siv kho qhov muag.

Kua thiab tawg tsom iav qhov muag

Txhawm rau kom nkag siab yooj yim ntawm kev tsim cov duab hauv lub lens nyias, xav txoglo lus nug yog, dab tsi yog optical tsom iav. Feem ntau, tsuas muaj ob hom lo ntsiab muag, uas txawv nyob rau hauv lawv cov duab thiab muaj peev xwm refrac lub teeb flux. Cov hom hauv qab no yog qhov txawv:

1. Kev sib hloov lo ntsiab muag. Hom no muaj qhov tuab ntawm nws qhov nruab nrab ntau dua li qhov tuab ntawm cov npoo. Cov duab tshwm nyob rau hauv ib lub lens converging yog tsim nyob rau sab nraud ntawm lub teeb ntog rau nws. Hom no muaj peev xwm sau tau lub teeb rau hauv ib qho taw tes (kev ua kom pom tseeb zoo).
2. Divering lo ntsiab muag. Lawv qhov nruab nrab yog nyias dua li cov npoo. Vim lawv cov duab, cov tsom iav kho qhov muag tau tawg qhov teeb meem teeb meem rau lawv, uas ua rau tsim cov duab ntawm tib sab ntawm lub lens raws li cov rays los ntawm ib qho khoom poob rau ntawm nws. Cov duab tsim muaj tsawg dua li cov khoom tiag. Yog hais tias cov rays tawg los ntawm cov iav kho qhov muag no txuas ntxiv mus rau hauv txoj hauv kev los txiav txim siab lawv cov keeb kwm, ces nws yuav zoo li tias lawv tshwm sim los ntawm ib qho chaw nyob rau hauv pem hauv ntej ntawm nws. Lub ntsiab lus no yog hu ua qhov tsom, uas yog qhov tsis zoo lossis kev xav rau lub lens diverging.

Ntau cov duab ntawm cov iav kho qhov muag

Ob hom lo ntsiab muag uas twb muaj lawm tuaj yeem ua rau ntau txoj hauv kev. 6 daim ntawv hauv qab no yog qhov txawv:

1. Biconvex.
2. Plano-convex.
3. Nrog ib lub convex meniscus (concave-convex).
4. Biconcave.
5. Plano-concave.
6. Nrog ib tug concave meniscus (convex-concave).

Convex iav ntsiab

kom nkag siab lub physics ntawm lub lens thiab tsim hauvnyias cov duab lo ntsiab muag, nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum paub cov ntsiab lus ntawm cov khoom siv kho qhov muag. Cia peb sau lawv:

• Qhov chaw kho qhov muag (O) yog qhov taw tes uas lub teeb hla dhau yam tsis muaj qhov cuam tshuam.
• Lub ntsiab axis yog ib txoj kab ncaj nraim uas hla qhov taw tes ntawm qhov chaw kho qhov muag thiab qhov tseem ceeb.
• Lub ntsiab lossis lub ntsiab lus tseem ceeb (F) yog qhov taw qhia los ntawm cov teeb pom kev zoo lossis lawv qhov txuas ntxiv yog tias lawv poob rau ntawm cov iav kho qhov muag mus rau nws lub ntsiab axis.
• Auxiliary axis - txhua txoj kab ncaj nraim uas dhau los ntawm qhov chaw kho qhov muag.
• Lub radii ntawm curvature yog ob lub radii, R ₁ thiab R₂, ntawm cov spheres uas tsim lub lens.
• Centers of curvature - ob qhov chaw ntawm spheres, C₁ thiab C₂, uas tsim cov chaw ntawm cov iav kho qhov muag.
• Focal length (f) - qhov deb ntawm qhov chaw focal thiab qhov chaw kho qhov muag. Muaj lwm lub ntsiab lus ntawm tus nqi (f): qhov no yog qhov kev ncua deb ntawm qhov nruab nrab ntawm lub lens optical rau cov duab, uas muab ib qho khoom nyob deb infinitely deb.

kho qhov muag

Txawm hais tias nws yog ib qho yooj yim convex iav los yog complex kho qhov muag tshuab, uas yog ib tug sau ntawm ib tug neeg lo ntsiab muag, lawv cov khoom kho qhov muag nyob ntawm ob tsis: lub focal ntev thiab kev sib raug zoo ntawm lub focal ntev thiab lub cheeb ntawm lub lens.

Focal length yog ntsuas nyob rau hauv ob txoj kev:

• Nyob rau hauv ib txwm nyob deb, xws li 10cm, 1m, thiab lwm yam.
• Nyob rau hauv diopters, qhov no yog tus nqi uas inversely proportional rau lub focal ntev, ntsuas nyob rau hauv meters.

Piv txwv li, lub iav kho qhov muag nrog lub hwj chim ntawm 1 diopter muaj qhov ntev ntawm 1 m, thaum lub lens nrog lub hwj chim ntawm 2 diopters muaj qhov ntev ntawm 0.5 m.

Lub cheeb ntawm lub lens thiab nws qhov kev sib raug zoo rau qhov ntev focal txiav txim siab lub peev xwm ntawm cov iav kho qhov muag los khaws lub teeb los yog nws lub teeb tso zis.

Txoj kab hluav taws xob hla lub lens

Nyob hauv tsev kawm ntawv qib 8, tsim cov duab hauv cov lo ntsiab muag nyias yog ib yam tseem ceeb hauv physics. Yuav kom kawm paub yuav ua li cas los tsim cov duab no, ib tug yuav tsum paub tsis tau tsuas yog cov ntsiab lus thiab cov ntsiab lus, tab sis kuj cov khoom ntawm ib co rays dhau los ntawm ib tug optically active khoom:

• Txhua txoj kab hluav taws xob hla mus rau lub ntsiab axis yog refracted nyob rau hauv xws li ib txoj kev uas nws dhau los ntawm lub tsom xam (nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm ib tug converging lens), los yog nws xav txog tej yam ntxiv mus los ntawm lub tsom (nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm ib tug converging lens), divergent ib).
• Cov nqaj uas hla dhau qhov kev tsom xam yog refracted kom nws txuas ntxiv nws txoj kev txav mus rau lub ntsiab axis. Nco ntsoov tias nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm ib tug diverging lens, txoj cai no siv tau yog hais tias qhov txuas ntxiv ntawm cov teeb meem beam ntawm nws dhau los ntawm kev tsom mus rau sab nraud ntawm cov khoom kho qhov muag.
• Txhua lub teeb uas dhau los ntawm qhov nruab nrab ntawm lub lens tsis muaj qhov cuam tshuam thiab tsis hloov pauv.

Txoj kev tsim cov duab hauv cov lo ntsiab muag nyias

Txawm tias sau thiab tawg ua qhov muag pomiav muaj cov khoom zoo sib xws, kev tsim cov duab hauv lawv txhua tus muaj nws tus yam ntxwv.

Thaum tsim cov duab, cov mis lo ntsiab muag nyias yog:

1/f=1/d_o+1/d_i, qhov twg d_o thiab d_i yog qhov kev ncua deb ntawm qhov chaw kho qhov muag mus rau qhov khoom thiab mus rau nws cov duab.

Nco ntsoov tias qhov focal ntev (f) yog qhov zoo rau kev sib hloov lo ntsiab muag thiab qhov tsis zoo rau qhov sib txawv.

Daim ntawv thov ntawm cov khoom saum toj no ntawm cov kab hluav taws xob dhau los ntawm kev khaws cov iav kho qhov muag ua rau cov txiaj ntsig hauv qab no:

• Yog tias qhov khoom nyob ntawm qhov deb ntawm ntau tshaj 2f, tom qab ntawd tau txais daim duab tiag, uas muaj qhov me me dua qhov khoom. Peb pom nws upside down.
• Ib yam khoom muab tso rau ntawm qhov deb ntawm 2f ntawm lub lens ua rau cov duab tig rov qab tiag tiag ntawm qhov loj tib yam li cov khoom nws tus kheej.
• Yog tias qhov khoom nyob deb ntawm ntau tshaj f, tab sis tsawg dua 2f, ces tau txais ib daim duab inverted thiab loj ntawm nws.
• Yog tias cov khoom nyob ntawm qhov chaw focal, ces cov rays dhau los ntawm cov iav kho qhov muag ua rau tib lub sijhawm, uas txhais tau tias tsis muaj duab.
• Yog tias ib qho khoom ze dua li qhov ntev ntawm qhov focal, ces nws cov duab yuav tig los ua kev xav, ncaj thiab loj dua qhov khoom nws tus kheej.

Vim tias cov khoom ntawm cov kab hluav taws xob dhau los ntawm kev sib tshuam thiab sib txawv ntawm lub lens zoo sib xws, kev tsim cov duab muab los ntawm lub lens nyias ntawm hom no tau ua raws li cov cai zoo sib xws.

Drawingsduab rau ntau lub sijhawm

Hauv cov duab kos, lub lens converging yog qhia los ntawm ib txoj kab ntawm qhov kawg uas muaj cov xub taw qhia sab nraud, thiab lub lens diverging yog qhia los ntawm ib txoj kab nrog cov xub ntawm qhov kawg uas tau coj mus rau sab hauv, uas yog, ntawm ib leeg.

Ntau qhov sib txawv ntawm cov duab kos rau kev tsim cov duab hauv cov lo ntsiab muag nyias, uas tau tham hauv kab lus dhau los, muaj nyob hauv daim duab hauv qab no.

Raws li tuaj yeem pom los ntawm daim duab, tag nrho cov duab (rau txhua hom iav kho qhov muag thiab qhov chaw ntawm cov khoom txheeb ze rau lawv) tau ua rau ntawm ob kab teeb. Ib qho yog coj mus rau qhov sib npaug rau lub ntsiab axis, thiab lwm qhov hla ntawm qhov chaw kho qhov muag. Kev siv cov kab teeb no yooj yim vim tias lawv tus cwj pwm tom qab dhau los ntawm lub lens paub. Tsis tas li ntawd nco ntsoov tias sab ntug ntawm cov khoom (xub xub liab nyob rau hauv cov ntaub ntawv no) yog nyob rau ntawm lub ntsiab kho qhov muag axis, yog li nws yog txaus los tsim tsuas yog cov duab ntawm lub sab saum toj point ntawm cov khoom. Yog hais tias cov khoom (xub xub liab) nyob rau hauv arbitrarily txheeb ze rau lub kho qhov muag iav, ces nws yog tsim nyog los tsim ib tug duab ntawm nws ob sab sauv thiab qis seem ntawm nws tus kheej.

Ob kab teeb txaus los tsim cov duab. Yog tias muaj qhov tsis paub meej txog qhov tshwm sim, ces nws tuaj yeem kuaj xyuas siv lub duab hluav taws xob thib peb. Nws yuav tsum raug coj los ntawm kev ua kom pom tseeb (nyob rau hauv pem hauv ntej ntawm lub converging lens thiab tom qab lub diverging lens), ces tom qab dhau los ntawm lub optical iav thiab refraction nyob rau hauv nws, lub beam yuav nyob rau tib lub sij hawm mus rau lub ntsiab optical axis. Yog hais tias qhov teeb meem ntawm kev tsim cov duab nyob rau hauv ib lub lens nyias yuav daws tautxoj cai, ces nws yuav dhau los ntawm qhov chaw uas ob lub ntsiab kab sib tshuam.

txheej txheem ntawm kev tsim cov khoom siv kho qhov muag

Cov lo ntsiab muag feem ntau yog tsim los ntawm cov iav tshwj xeeb hu ua cov lo ntsiab muag kho qhov muag. Tsis muaj kev ntxhov siab sab hauv, huab cua npuas thiab lwm yam tsis zoo hauv cov iav no.

Cov txheej txheem ntawm kev ua cov lo ntsiab muag tshwm sim hauv ntau theem. Ua ntej, cov khoom concave lossis convex ntawm cov duab uas xav tau raug txiav tawm ntawm ib qho thaiv ntawm cov iav kho qhov muag siv cov cuab yeej hlau tsim nyog. Tom qab ntawd nws yog polished siv tar. Nyob rau theem kawg, cov iav kho qhov muag tau hloov pauv siv cov cuab yeej abrasive kom qhov chaw ntawm lub ntiajteb txawj nqus raws nraim coincides nrog qhov chaw kho qhov muag.

Vim muaj kev txhim kho thev naus laus zis kom tau txais thiab ua tiav ntau hom yas, lo ntsiab muag tam sim no tau nce zuj zus los ntawm cov yas pob tshab, uas pheej yig dua, sib dua thiab tsis yooj yim dua li cov iav counterparts.

thaj chaw thov

tsom iav kho qhov muag yog siv los daws ntau yam teeb meem pom kev. Rau qhov no, ob qho tib si yas tiv thaiv lo ntsiab muag thiab iav (nrog iav) yog siv.

Tsis tas li ntawd, cov iav kho qhov muag tau siv hauv cov koob yees duab yees duab, microscopes, telescopes thiab lwm yam khoom siv kho qhov muag. Lawv siv tag nrho qhov system ntawm lo ntsiab muag. Piv txwv li, nyob rau hauv cov ntaub ntawv ntawm lub microscope yooj yim tshaj plaws, muaj ob lub tsom iav optical, thawj tus tsim cov duab tiag tiag ntawm cov khoom, thiabqhov thib ob yog siv los nthuav nws cov duab. Yog li ntawd, lub khob thib ob yog nyob ntawm qhov kev ncua deb ntawm thawj zaug, raws li cov cai ntawm kev tsim cov duab hauv lub lens nyias.