I vilka enheter använder människor linser. Typer av linser och deras användning

En lins är en transparent kropp som begränsas av två sfäriska ytor. Linsens huvudsakliga egenskap är förmågan att ge bilder av föremål. De kan vara imaginära och verkliga, inverterade och raka, förminskade och förstorade. Bildens linjära dimensioner ändras beroende på var objekten befinner sig.

Linsförstoring - förhållandet mellan bildens och objektets linjära dimensioner. Förstoringsfaktorn (K) kan uttryckas som: K= u/v, där u är avståndet från linsen till objektet och v är avståndet från linsen till bilden. Förstoringsfaktorn är ett mått på hur mycket ett objekts linjära dimensioner är större eller mindre än bildens mått.

Inom vetenskapen finns det begrepp som en konvergerande lins och en divergerande. Den första är tjockare i mitten och tunnare i kanten, den andra är motsatsen. Linser kännetecknas av brännvidd (från det optiska centrumet till fokus: för en divergerande lins är den negativ, och för en uppsamlingslins är den positiv) och optisk kraft, som mäts i dioptrier. en dioptri är 1 meter. Den optiska kraften beror på krökningsradien för linsens sfäriska ytor, såväl som materialet (dess brytningsindex) från vilket den är gjord. Det är den ömsesidiga av brännvidden.

En konvergerande lins har följande skillnader från en divergerande lins:

Samlar ljus.

Kanterna är tunnare än mitten.

Det är en samling av ett stort antal triangulära prismor som expanderar mot mitten av linsen (och inte mot kanterna).

Linsens fokus (det vill säga skärningspunkten för strålarna efter brytning, belägen på den optiska huvudaxeln), är verklig (och inte imaginär), eftersom strålarna själva skär varandra och inte deras fortsättningar.

Kan samla in strålar som faller in på ytan vid en punkt, som ligger på andra sidan av linsen.

1. En konvergerande lins kan riktas mot objektet på vardera sidan, och strålarna kommer att samlas i detta fall, eftersom en sådan lins har 2 foci. På den optiska axeln är de främre och bakre brännpunkterna placerade på båda sidor om den med en brännvidd från linsens huvudpunkter.

   Linsmaterial

Mål:

• Tänk på egenskaperna hos linser och deras praktiska tillämpning
• visuell utrustning, demonstrations- och laboratorieutrustning.
• Att utveckla elevernas pedagogiska och kognitiva aktivitet genom förändrade arbetsformer.
• Om exempel på historiska uppfinningar optiska anordningar, deras avgörande betydelse för att odla nyfikenhet och intresse för ämnet.

Utrustning:

• TSO: presentation om ämnet ( Bilaga 1 )
• Optiska instrument (mikroskop, kamera, förstoringsglas etc.), ögonmodell.
• Laboratorieutrustning (linser, glödlampor, strömkällor, skärmar)

UNDER KLASSERNA

1. Kontrollera läxor

Svara på frågorna:

a) Vilket fenomen kallas refraktion?

b) Vad är lagen för ljusets brytning?

i vilken fysisk mening brytningsindex?

Rätt svar:

a) Vid gränsen mellan två medier ändrar ljus riktningen för dess utbredning. Om det andra mediet är transparent kan ljuset delvis passera genom mediets gräns och ändra utbredningsriktningen. Detta fenomen kallas refraktion.

b) Den infallande strålen, den brutna strålen och normalen till gränssnittet mellan två medier vid infallspunkten ligger i samma plan. Förhållandet mellan sinus för infallsvinkeln och sinus för brytningsvinkeln är ett konstant värde för dessa två medier, lika med det relativa brytningsindexet för det andra mediet i förhållande till det första.

c) Brytningsindex är lika med förhållandet mellan ljushastigheterna i mediet, vid gränsen mellan vilken brytning sker:

2. Uppdatering av kunskap

Alla kroppar kan inte undersökas i detalj genom att föra dem närmare ögat. Det finns föremål som vi inte ens kan komma nära (till exempel himlakroppar) eller så är de så små att det är omöjligt att se dem. I sådana fall används optiska system. Huvuddelen är linsen.

3. Förklaring av material

Definitioner:

En transparent kropp avgränsad av sfäriska ytor kallas lins.
Linsen kan begränsas av två konvexa ytor (bikonvex lins), en konvex sfärisk yta och en plan (plankonvex), konvexa och konkava sfäriska ytor (konkav-konvex lins). Dessa linser är tjockare i mitten än i kanterna, och de kallas alla konvex, dom är sammankomst. Linser som är tunnare i mitten än i kanterna kallas konkav. Följaktligen: bikonkava, platt-konkava, konvexa-konkava, de är spridning.

Om linsens tjocklek är försumbar jämfört med radierna hos linsens sfäriska ytor och avståndet från objektet till linsen, kallas sådana linser tunn.

Grundläggande punkter och linjer för att bygga en bild i en lins:

De sfäriska segmentens hörn ligger i en tunn lins så nära varandra att de kan tas som en punkt, vilket kallas linsens optiska centrum. En rät linje som går genom mitten av sfäriska ytor som binder linsen kallas optiska huvudaxeln. Alla andra räta linjer som går genom det optiska centret kallas sekundär optisk axel. Den punkt där, efter brytning i en konvergerande lins, strålarna som infaller på den parallellt med den optiska huvudaxeln skärs kallas linsens huvudfokus. Objektivet har två huvudfokus. De är placerade på båda sidor av linsen på lika avstånd från den. Dessa avstånd kallas objektivets brännvidd.

Objektivspecifikationer

Linsens brännvidd betecknas med bokstaven F. Den reciproka av brännvidden kallas linsens optiska kraft och betecknas med bokstaven D:

D = 1\F.

Om D > 0 konvergerar linsen,
om D< 0, линза рассеивающая.
Den optiska kraften hos linser uttrycks i diotri(dptr). En lins med en brännvidd på 1 m har en optisk styrka på 1 dioptri.

Användningen av linser. Optiska enheter

Referensmaterial om uppfinningarnas historia.

Mikroskop: i slutet av 1500-talet uppfanns det första mikroskopet av holländaren Hans Jansen

År 1665 Den engelske vetenskapsmannen Robert Hooke (1635-1703) uppfann ett mikroskop som ger en tydligare bild.

Teleskop: 1592 byggde den italienske forskaren Galileo Galilei (1564-1642) ett linsteleskop som förstorar objekt 30 gånger och observerade månen och planeternas rörelser i den.
År 1668 Den engelske vetenskapsmannen Isaac Newton (1642-1727) skapade en ny typ av teleskop, han använde speglar och linser för att fokusera strålarna från observerade objekt, vilket gjorde det möjligt att minska förvrängningen i samband med linsdefekter.

Kamera: Han tog det första fotografiet i världen 1826. Franske fysikern Joseph Niepce (1765-1833). Den amerikanske uppfinnaren George Eastman (1854-1932) skapade den handhållna kameran Kodak, som såldes tillsammans med en filmrulle. Polaroidkameran uppfanns 1947 av amerikanen EdwinLand (1909-1991). De första polaroidkamerorna för färgfotografering skapades 1963.

Glasögon:år 1280 Den italienske fysikern Salvino degli Armati (1245-1317) gjorde de första glasen.

Kontaktlinser: Leonardo da Vinci (1452-1519), född i Florens, lade fram idén om kontaktlinser. I The Code of the Eye beskriver han ett rör med linser insatta i båda ändar, fyllda med vatten och utformade för att korrigera synen.

På 1700-talet omsattes Leonardos idé i praktiken av Thomas Young och John Herschel (son till William Herschel). Ett lager av transparent gel applicerades på Herschels öga, vilket gjorde det möjligt att eliminera synfelet.

Moderna optiska enheter

Demonstration av enheter: mikroskop, teleskop, kamera, kikare, förstoringsglas, glasögon, kontaktlinser.

Ögat - optiskt system

Det mänskliga ögat är nästan sfäriskt till formen. Ögats diameter är 2,4 cm Det täta vita yttre skalet som skyddar ögat och ger det en permanent form kallas sclera. Framsidan av sclera smälter samman till en transparent, lätt konvex hornhinna som fungerar som en konvergerande lins och ger 75 % fokuseringskraft. Bakom pupillen finns linsen - en genomskinlig kropp, liknande en lins. Linsen ändrar reflexmässigt sin krökning genom de muskler som är fästa vid den. Som ett resultat, när ett föremål närmar sig eller rör sig bort från ögat, förblir bilden av föremålet i botten av ögat (näthinnan) klar.
När synen försämras störs linsens arbete oftast: den förlorar sin elasticitet och delvis förmågan att ändra sin krökning. Om linsen har en för konvex form jämfört med linsen på ett normalt öga, då ser ögat inte avlägsna föremål bra, närsynthet uppstår. Om linsen blir för platt jämfört med linsen på ett normalt öga, så ser personen inte tydligt närliggande föremål. Detta är ett tecken på framsynthet. I sådana fall måste man bära glasögon med konkava linser och andra med konvexa. Istället för glasögon används ibland kontaktlinser, gjorda av en speciell genomskinlig plast.

4. Fixering av materialet

Praktiskt arbete

Bestämning av brännvidden och optisk styrka hos en konvergerande lins.
Utrustning: konvergerande lins, glödlampa, strömkälla, skärm, linjal.

Det enklaste sättet att mäta ett objektivs brännvidd och styrka är att använda linsformeln:
1\d + 1\ f = 1\ F = D
Genom att placera lampan, linsen och skärmen på vissa avstånd, gör mätningar. På skärmen får du en verklig förstorad eller en verklig förminskad bild av lampans glödtråd. (d är avståndet från lampan till linsen, f är avståndet från linsen till skärmen).
När du beräknar brännvidden, ta hänsyn till måttenheten (översätt enheter till meter), då kommer den optiska kraften att uttryckas i diotrier.

Lektionssammanfattning

Det huvudsakliga kännetecknet för linsen är den optiska kraften. För att bygga en bild kan du använda två av de tre "bekväma" strålarna. Linser är huvuddelen av optiska instrument. Ögat har också en lins - linsen.

5. Läxa: §§ 63-65, s. 186-193 (lärobok årskurs 11 . G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, V.M.Charugin; Moskva "Enlightenment" 2010).

Skicka ditt goda arbete i kunskapsbasen är enkelt. Använd formuläret nedan

Studenter, doktorander, unga forskare som använder kunskapsbasen i sina studier och arbete kommer att vara er mycket tacksamma.

Hosted på http://www.allbest.ru/

linseroch deras typer

En lins är en transparent kropp som begränsas av två krökta (oftast sfäriska) eller krökta och plana ytor. Linser är uppdelade i konvexa och konkava.

Linser där mitten är tjockare än kanterna kallas konvexa. Linser som är tunnare i mitten än kanterna kallas konkava linser.

Om linsens brytningsindex är större än omgivningens brytningsindex, i en konvex lins, omvandlas den parallella strålen av strålar efter brytning till en fallande stråle. Sådana linser kallas insamling (fig. 89, a). Om i en lins en parallell stråle omvandlas till en divergerande stråle, så kallas dessa linser spridningslinser (fig. 89, b). Konkava linser, i vilka det yttre mediet är luft, sprids.

O 1 , O 2 - geometriska centra av sfäriska ytor som begränsar linsen. Den räta linjen O 1 O 2 som förbinder dessa sfäriska ytors centrum kallas den optiska huvudaxeln. Vi betraktar vanligtvis tunna linser vars tjocklek är liten jämfört med krökningsradien för dess ytor, så punkterna C 1 och C 2 (segmentpunkten) ligger nära varandra, de kan ersättas av en punkt O, kallad det optiska centrumet av linsen (se fig. 89a). Varje rak linje som dras genom linsens optiska centrum i en vinkel mot den optiska huvudaxeln kallas den sekundära optiska axeln (A 1 A 2 B 1 B 2).

Om en strålstråle parallellt med den optiska huvudaxeln faller på en konvergerande lins, samlas de efter brytning i linsen vid en punkt F, som kallas linsens huvudfokus (fig. 90, a).

I fokus för den divergerande linsen skär fortsättningarna av strålarna, vilka före brytningen var parallella med dess optiska huvudaxel (fig. 90, b). Fokus för en divergerande lins är imaginär. Det finns två huvudfokus; de är placerade på den optiska huvudaxeln på samma avstånd från linsens optiska centrum på motsatta sidor.

Den ömsesidiga brännvidden hos ett objektiv kallas dess optiska styrka. Linsens optiska kraft - D.

Enheten för optisk styrka för en lins i SI är dioptrin. Dioptri är den optiska styrkan hos ett objektiv med en brännvidd på 1 m.

Den optiska styrkan hos den konvergerande linsen är positiv, den divergerande linsen är negativ.

Planet som passerar genom linsens huvudfokus vinkelrätt mot den optiska huvudaxeln kallas fokalplanet (fig. 91). En stråle av strålar som faller in på en lins parallell med någon sekundär optisk axel samlas upp vid skärningspunkten mellan denna axel och fokalplan.

Konstruktion av bilden av en punkt och ett objekt i en konvergerande lins.

För att bygga en bild i en lins räcker det att ta två strålar från varje punkt på objektet och hitta deras skärningspunkt efter brytning i linsen. Det är bekvämt att använda strålar vars väg efter brytning i linsen är känd. Så, en stråle som infaller på en lins parallell med den optiska huvudaxeln, efter brytning i linsen, passerar genom huvudfokuset; strålen som passerar genom linsens optiska centrum bryts inte; strålen som passerar genom linsens huvudfokus, efter brytning, går parallellt med den optiska huvudaxeln; en stråle som infaller på linsen parallellt med den sekundära optiska axeln, efter brytning i linsen, passerar genom skärningspunkten mellan axeln och fokalplanet.

Låt ljuspunkten S ligga på den optiska huvudaxeln.

lins konvex konkav radar

Vi väljer en godtycklig stråle och ritar en optisk sidoaxel parallell med den (fig. 92). Den valda strålen kommer att passera genom skärningspunkten för den sekundära optiska axeln med fokalplanet efter brytning i linsen. Skärningspunkten för denna stråle med den optiska huvudaxeln (den andra strålen) kommer att ge en verklig bild av punkten S - S`.

Överväg konstruktionen av en bild av ett objekt i en konvex lins.

Låt punkten ligga utanför den optiska huvudaxeln, då kan bilden S` konstrueras med hjälp av vilka två strålar som helst som visas i fig. 93.

Om objektet är beläget i oändligheten kommer strålarna att skära varandra i fokus (bild 94).

Om objektet är placerat bakom den dubbla fokuspunkten kommer bilden att visa sig vara verklig, omvänd, reducerad (kamera, öga) (bild 95).

Om objektet är placerat vid punkten för dubbelfokus kommer bilden att visa sig vara verklig, omvänd, lika med objektet (fig. 96).

Om objektet är placerat mellan fokus och den dubbla fokuspunkten kommer bilden att visa sig vara verklig, omvänd, förstorad (fotoförstorare, filmkamera, filmoskop) (bild 97).

Om motivet är i fokus kommer bilden att vara i oändlighet (det blir ingen bild) (bild 98).

Om objektet är placerat mellan fokus och linsens optiska centrum, kommer bilden att vara imaginär, direkt, förstorad (förstoringsglas) (Fig. 99).

På vilket avstånd som helst från objektet till den divergerande linsen ger den en virtuell, direkt, reducerad bild (bild 100).

Beroende på formerna finns det sammankomst(positiv) och spridning(negativa) linser. Gruppen av konvergerande linser inkluderar vanligtvis linser, där mitten är tjockare än deras kanter, och gruppen av divergerande linser är linser, vars kanter är tjockare än mitten. Det bör noteras att detta endast är sant om linsmaterialets brytningsindex är större än omgivningens. Om linsens brytningsindex är lägre kommer situationen att vara omvänd. Till exempel är en luftbubbla i vatten en bikonvex spridande lins.

Linser kännetecknas som regel av sin optiska kraft (mätt i dioptrier) och brännvidd.

För att bygga optiska enheter med korrigerad optisk aberration (främst kromatisk aberration på grund av ljusspridning, akromater och apokromater) är även andra egenskaper hos linser och deras material viktiga, till exempel brytningsindex, spridningskoefficient och transmittans för materialet i valt optiskt område.

Ibland är linser/linsoptiska system (refraktorer) speciellt utformade för användning i media med relativt högt brytningsindex (se immersionsmikroskop, immersionsvätskor).

Typer av linser:

Sammankomst:

1 - bikonvex

2 - konvex-platt

3 - konvex-konkav (positiv (konvex) menisk)

Spridning:

4 - bikonkav

5 - platt-konkav

6 - konvex-konkav (negativ (konkav) menisk)

En konvex-konkav lins kallas menisk och kan vara kollektiv (tjocknar mot mitten), spridande (tjocknar mot kanterna) eller teleskopisk (brännvidden är oändlig). Så till exempel är glasögonglasen för närsynta vanligtvis negativa menisker.

I motsats till vad många tror är den optiska kraften hos en menisk med samma radier inte noll, utan positiv, och beror på glasets brytningsindex och på linsens tjocklek. En menisk, vars krökningscentrum är vid en punkt, kallas en koncentrisk lins (optisk effekt är alltid negativ).

En utmärkande egenskap hos en konvergerande lins är förmågan att samla in strålar som faller in på dess yta vid en punkt på den andra sidan av linsen.

Ansökan

Linser är ett universellt optiskt element i de flesta optiska system.

Den traditionella användningen av linser är kikare, teleskop, optiska sikten, teodoliter, mikroskop och foto- och videoutrustning. Enstaka konvergerande linser används som förstoringsglas.

Ett annat viktigt användningsområde för linser är oftalmologi, där utan dem är det omöjligt att korrigera närsynthet, långsynthet, felaktig logi, astigmatism och andra sjukdomar. Linser används i enheter som glasögon och kontaktlinser.

Inom radioastronomi och radar används dielektriska linser ofta för att samla in radiovågsflödet i en mottagande antenn, eller fokusera på ett mål.

Vid utformningen av plutoniumatombomber, för att omvandla en sfärisk divergerande stötvåg från en punktkälla (detonator) till en sfärisk konvergerande, användes linssystem gjorda av sprängämnen med olika detonationshastigheter (det vill säga med olika brytningsindex).

Hosted på Allbest.ru

Liknande dokument

Klassificering och typer av polymerer, deras generella egenskaper och praktiska tillämpningsområden, egenskaper: mekaniska, termofysiska, kemiska, elektriska, tekniska. Typer av polyimider tillverkade av Fujifilm, krav på värmebehandling.

avhandling, tillagd 2015-03-26


Utveckling av designen av en axisymmetrisk magnetisk lins för elektroner. Bestämning av tvärsnittet av den magnetiska kretsen, metoden för termisk beräkning. Valet av linsdesign, beräkningen av tjockleken på järnet som krävs för att förse det med en given magnetisk induktion.

test, tillagt 2013-04-10


Kärnan i linsen, klassificeringen av dess konvexa (samlande) och konkava (diffuserande) former. Konceptet med linsfokus och brännvidd. Funktioner för att bygga en bild i en lins beroende på strålens väg efter dess brytning och objektets placering.

presentation, tillagd 2012-02-22


Typer av solfångare: platt, vakuum och luft. Deras design, funktionsprincip, fördelar och nackdelar, tillämpning. Hushållssamlare. Soltorn. Paraboliska och paraboliska koncentratorer. Fresnel linser.

abstrakt, tillagt 2015-03-18


Klassisk teori om vibrationsspektra och deras kvantmekaniska representation. arbetsprincip och intern organisation infraröda spektrometrar, deras klassificering och typer, funktionella egenskaper, förhållanden och praktiska tillämpningsområden.

terminsuppsats, tillagd 2017-01-21


Elementär teori om tunna linser. Bestämma brännvidden genom storleken på objektet och dess bild, och av avståndet mellan det senare från linsen. Bestämma brännvidden genom mängden linsrörelse. Linsförstoringsfaktor.

laboratoriearbete, tillagt 2007-07-03


Essens och fysisk belägg för fenomenet holografi som restaurering av bilden av ett objekt. Källegenskaper: koherens, polarisation, ljusets våglängd. Klassificering och typer av holografi, områden för praktisk tillämpning av detta fenomen, teknik.

abstrakt, tillagt 2013-11-06


Genomgång av egenskaperna för brytning och reflektion av ljus på sfäriska ytor. Bestämning av positionen för den brytande ytans huvudfokus. Beskrivningar av tunna sfäriska linser. Tunn linsformel. Bygg bilder av objekt med en tunn lins.

abstrakt, tillagt 2013-10-04


Konvektion som överföring av energi genom strålar av vätska eller gas, dess regelbundenheter och betydelse. Sfärer och riktningar för praktisk tillämpning av detta fenomen, och de viktigaste faktorerna som påverkar dess intensitet. Klassificering, sorter och mekanismer för konvektion.

presentation, tillagd 2011-04-14


Kärnan och typerna av termiska omvandlare, principen för deras funktion och syfte, områden för praktisk användning, tillverkningsstadier. Egenskaper för standard allmänt accepterade typer av termoelementanslutning till mät- och omvandlingsinstrument.

0 eller imaginär f 2) Ökad H 0, reducerad H 3) Framåt eller bakåt (inverterad) "width="640"

Typer av linser

Bild

1) Verklig f 0 eller imaginär f

2) Ökat G 0, minskat G

3) Direkt eller omvänd (inverterad)

D - linsens optiska styrka (dioptrier)

F - objektivets huvudfokus, brännvidd (m)

En konvergerande lins har verkliga foci + F, en divergerande lins har imaginära foci - F

f är avståndet från linsen till bilden

d är objektets avstånd från linsen

n är det relativa brytningsindexet

R är radierna för linsens sfäriska ytor

G - linjär ökning

Typer av linser

En kropp som är transparent för ljus, avgränsad av konvexa eller konkava brytningsytor, kallas en lins.

1 - bikonvex

2 - platt-konvex

3 - konvex-konkav

4 - konkav-konvex

5 - bikonkav

• - platt-konkav

Öga

1- sclera(skyddsskal av elastiskt tyg)

2 – hornhinnan

3 – kameror(ett hålrum fyllt med en klar vätska)

4 – kärl- skal

5 – Iris

6 – elev diameter diameter från 2 till 8 mm

7 – lins(n=1,44)

8 – muskler , ändra ögats optiska egenskaper

9 – transparent gelatinös massa(ögonfundus)

10 – näthinnan(7 miljoner koner, 130 miljoner stavar som reagerar olika på ljus med olika frekvenser)

11 – förgrening av synnerven

Öga – detta är 90% av informationen, linssystemet. Ögondiameter ̴23mm

Grundläggande egenskaper hos ögat

boende – ögats egenskap som ger en tydlig uppfattning om föremål på olika avstånd. Ögats huvudfokus ändras från 16 till 13 mm. Ögats optiska kraft är från 60 till 75 dioptrier. Begränsande synvinkel ϕ = 1̕ . När objektet närmar sig ökar synvinkeln ϕ, under vilken vi ser två närliggande punkter på objektet

Anpassning – anpassningsförmåga till olika förutsättningar belysning

siktlinje : längs ΟΧ-axeln 150 ͦ, längs ОΥ-axeln 125 ͦ

Spektral känslighet från 380 till 760 nm. Den största känsligheten är 555nm (grön färg)

Synskärpa – ögats egenskap att separera två närliggande punkter

Distans bästa synen – 250 mm. Ögat ser avlägsna föremål utan spänning.

Brister i ögatÖgat kan inte skapa en skarp bild på näthinnan

framsynthet- en synfel, som består i att bilden av ett föremål i ett ostressat tillstånd av ögat erhålls bakom näthinnan.

Myopi- en defekt i synen, när ögat i ett avslappnat tillstånd skapar en bild av ett avlägset föremål inte på näthinnan, utan framför det, d.v.s. kan inte se avlägsna föremål

projektionsapparat S - ljuskälla, R - reflektor (konkav spegel), D - transparenta OH-film, K - kondensor (plankonvexa linser), O - lins placerad i kondensorns fokus, som projicerar de upplysta OH-filmerna på skärmen. För att få en tydlig bild på skärmen placeras OH-filmen från linsen på ett avstånd d som uppfyller villkoret: F ˂ d ˂2F. Ju längre skärmen är, desto större d .

Kamera

K - ljustät kamera,

O - lins (kan röra sig i förhållande till filmen),

P - film eller platta (ljuskänslig),

BA - objekt, A1B1 - bild.

Du kan öka synvinkeln med ett förstoringsglas, ett mikroskop:

Sedan =,