Bikonveksna sočiva

Plano-konveksna sočiva

Karakteristike tankih sočiva

U zavisnosti od formi koje postoje kolektivno(pozitivno) i rasipanje(negativna) sočiva. Grupa sabirnih sočiva obično uključuje sočiva čija je sredina deblja od ivica, a grupa divergentnih sočiva čije su ivice deblje od sredine. Treba napomenuti da je to tačno samo ako je indeks loma materijala sočiva veći od indeksa okruženje. Ako je indeks loma sočiva manji, situacija će biti obrnuta. Na primjer, mjehur zraka u vodi je bikonveksna divergentna leća.

Objektivi se obično karakteriziraju svojom optičkom snagom (mjereno u dioptrijama) ili žižnom daljinom.

Za izradu optičkih uređaja sa korigovanom optičkom aberacijom (prvenstveno hromatskom, uzrokovanom disperzijom svetlosti - akromati i apohromati) bitna su i druga svojstva sočiva/njihovih materijala, na primer indeks prelamanja, koeficijent disperzije, propusnost materijala u izabranom optičkom domet.

Ponekad su sočiva/optički sistemi sočiva (refraktori) posebno dizajnirani za upotrebu u okruženjima sa relativno visokim indeksom prelamanja (vidi imerzioni mikroskop, imerzione tečnosti).

Vrste sočiva:
Sakupljanje:
1 - bikonveksan
2 - ravno-konveksna
3 - konkavno-konveksno (pozitivni meniskus)
Rasipanje:
4 - bikonkavna
5 - ravno-konkavno
6 - konveksno-konkavno (negativni meniskus)

Konveksno-konkavno sočivo se naziva meniskusa a može biti zbirna (zadebljava se prema sredini) ili raspršena (zadebljava prema rubovima). Meniskus čiji su radijusi površine jednaki ima optičku snagu jednaku nuli (koristi se za ispravljanje disperzije ili kao pokrivno sočivo). Dakle, leće naočara za miopiju su u pravilu negativni menisci.

Posebnost sabirne leće je sposobnost sakupljanja zraka koji upadaju na njegovu površinu u jednoj tački koja se nalazi na drugoj strani sočiva.

Glavni elementi sočiva: NN - glavna optička os - ravna linija koja prolazi kroz centre sfernih površina koje ograničavaju sočivo; O - optički centar - tačka koja se za bikonveksna ili bikonkavna (sa istim poluprečnikom površine) sočiva nalazi na optičkoj osi unutar sočiva (u njegovom centru).
Bilješka. Putanja zraka prikazana je kao u idealiziranom (ravnom) sočivu, bez indikacije prelamanja na granici realne faze. Dodatno, prikazana je pomalo preuveličana slika bikonveksnog sočiva

Ako se svjetleća tačka S postavi na određenoj udaljenosti ispred sabirne leće, tada će zraka svjetlosti usmjerena duž ose proći kroz sočivo, a da se ne prelama, a zraci koji ne prolaze kroz centar će se lomiti prema optičku os i sijeku se na njoj u nekoj tački F, koja će i biti slika tačke S. Ova tačka se naziva konjugirani fokus, ili jednostavno fokus.

Ako svjetlost padne na sočivo iz veoma udaljenog izvora, čije se zrake mogu predstaviti kao da dolaze u paralelnom snopu, tada će se zraci po izlasku iz njega lomiti pod većim uglom i tačka F će se kretati na optičkoj osi bliže sočivo. U ovim uslovima, tačka preseka zraka koji izlaze iz sočiva naziva se glavni fokus F’, a udaljenost od centra sočiva do glavnog fokusa je glavna žižna daljina.

Zrake koje upadaju na divergentno sočivo će se prelomiti prema ivicama sočiva po izlasku iz njega, odnosno raspršiti se. Ako se ove zrake nastave u suprotnom smjeru kao što je prikazano na slici isprekidanom linijom, tada će se konvergirati u jednoj tački F, koja će biti fokus ovo sočivo. Ovaj trik će imaginarni.

Imaginarni fokus divergentnog sočiva

Ono što je rečeno o fokusu na glavnoj optičkoj osi podjednako se odnosi i na one slučajeve kada je slika tačke na sekundarnoj ili nagnutoj optičkoj osi, odnosno linija koja prolazi kroz centar sočiva pod uglom u odnosu na glavnu optičku os. osa. Ravan okomita na glavnu optičku osu, koja se nalazi u glavnom fokusu sočiva, naziva se glavna fokalna ravan, a na konjugiranom fokusu - jednostavno fokalna ravan.

Kolektivna sočiva mogu biti usmjerena prema objektu s bilo koje strane, zbog čega se zraci koji prolaze kroz sočivo mogu prikupiti i s jedne i s druge strane. Dakle, sočivo ima dva fokusa - front I pozadi. Nalaze se na optičkoj osi sa obe strane sočiva na žižnoj daljini od centra sočiva.

Izrada slike sa tankim sabirnim sočivom

Prilikom predstavljanja karakteristika sočiva razmatran je princip konstruisanja slike svetleće tačke u fokusu sočiva. Zraci koji upadaju na sočivo s lijeve strane prolaze kroz njegov stražnji fokus, a zraci koji upadaju s desne strane prolaze kroz njegov prednji fokus. Treba napomenuti da se kod divergentnih sočiva, naprotiv, stražnji fokus nalazi ispred objektiva, a prednji fokus iza.

Konstrukcija slike objekata određenog oblika i veličine pomoću sočiva dobija se na sledeći način: recimo linija AB predstavlja objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti od sočiva, značajno premašujući njegovu žižnu daljinu. Iz svake tačke objekta kroz sočivo će proći bezbroj zraka, od kojih, radi jasnoće, slika shematski prikazuje tok samo tri zraka.

Tri zraka koje izlaze iz tačke A proći će kroz sočivo i preseći se u svojim odgovarajućim tačkama nestajanja u A 1 B 1 da bi formirale sliku. Rezultirajuća slika je validan I naopačke.

IN u ovom slučaju slika je dobijena u konjugiranom fokusu u određenoj fokalnoj ravni FF, nešto udaljenoj od glavne žarišne ravni F’F’, koja prolazi paralelno s njom kroz glavni fokus.

Ako je predmet na beskonačnoj udaljenosti od sočiva, tada se njegova slika dobija u stražnjem fokusu sočiva F' validan, naopačke I smanjena dok ne izgleda kao tačka.

Ako je predmet blizu sočiva i nalazi se na udaljenosti većoj od dvostruke žižne daljine sočiva, tada će njegova slika biti validan, naopačke I smanjena i nalaziće se iza glavnog fokusa u segmentu između njega i dvostruke žižne daljine.

Ako se objekt postavi na dvostrukoj žižnoj daljini od sočiva, onda je rezultirajuća slika na drugoj strani sočiva na dvostrukoj žižnoj daljini od njega. Slika se dobija validan, naopačke I jednake veličine predmet.

Ako se objekt postavi između prednjeg fokusa i dvostruke žižne daljine, tada će se slika dobiti iza dvostruke žižne daljine i bit će validan, naopačke I uvećano.

Ako je predmet u ravnini prednjeg glavnog fokusa sočiva, tada će zraci koji prolaze kroz sočivo ići paralelno, a slika se može dobiti samo u beskonačnosti.

Ako je predmet postavljen na udaljenosti manjoj od glavne žižne daljine, tada će zraci izaći iz sočiva u divergentnom snopu, a da se nigdje ne sijeku. Slika je tada imaginarni, direktno I uvećano, tj. u ovom slučaju sočivo radi kao lupa.

Lako je primijetiti da kada se objekt približi prednjem fokusu sočiva iz beskonačnosti, slika se udaljava od stražnjeg fokusa i, kada objekt dosegne prednju fokusnu ravninu, pojavljuje se u beskonačnosti iz nje.

Ovaj obrazac ima veliki značaj u praksi razne vrste fotografski rad, dakle, da biste odredili odnos između udaljenosti od objekta do sočiva i od objektiva do ravni slike, morate znati osnovne formula sočiva.

Formula tankih sočiva

Udaljenosti od tačke objekta do centra sočiva i od tačke slike do centra sočiva nazivaju se konjugovane žižne daljine.

Ove količine su međusobno zavisne i određene su formulom tzv formula tankih sočiva:

gdje je udaljenost od sočiva do objekta; - udaljenost od sočiva do slike; - glavna žižna daljina sočiva. U slučaju debelog sočiva, formula ostaje nepromijenjena s jedinom razlikom što se udaljenosti ne mjere od centra sočiva, već od glavnih ravnina.

Da biste pronašli jednu ili drugu nepoznatu količinu sa dvije poznate veličine, koristite sljedeće jednačine:

Treba napomenuti da su znakovi količina u , v , f se biraju na osnovu sljedećih razmatranja - za stvarna slika od stvarnog objekta u sabirnom sočivu - sve ove veličine su pozitivne. Ako je slika imaginarna, udaljenost do nje se uzima kao negativna; ako je predmet imaginaran, udaljenost do njega je negativna; ako je sočivo divergentno, žižna daljina je negativna.

Skala slike

Razmjer slike () je omjer linearnih dimenzija slike prema odgovarajućim linearnim dimenzijama objekta. Ovaj odnos se može indirektno izraziti razlomkom , gdje je udaljenost od sočiva do slike; - udaljenost od sočiva do objekta.

Ovdje postoji faktor redukcije, tj. broj koji pokazuje koliko su puta linearne dimenzije slike manje od stvarnih linearnih dimenzija objekta.

U praksi proračuna, mnogo je prikladnije ovaj odnos izraziti u vrijednostima ili , gdje je žižna daljina sočiva.

.

Proračun žižne daljine i optičke snage sočiva

Objektivi su simetrični, odnosno imaju istu žižnu daljinu bez obzira na smjer svjetlosti - lijevo ili desno, što se, međutim, ne odnosi na druge karakteristike, na primjer, aberacije, čija veličina zavisi od koje strane sočivo je okrenuto prema svjetlu.

Kombinacija više sočiva (centrirani sistem)

Objektivi se mogu međusobno kombinovati za izgradnju složenih optičkih sistema. Optička snaga sistem od dva sočiva može se naći kao prost zbir optičkih snaga svakog sočiva (pod uslovom da se oba sočiva mogu smatrati tankim i da se nalaze blizu jedno drugom na istoj osi):

.

Ako se sočiva nalaze na određenoj udaljenosti jedna od druge i njihove ose se poklapaju (sistem proizvoljnog broja sočiva sa ovim svojstvom naziva se centriran sistem), onda se njihova ukupna optička snaga može naći sa dovoljnim stepenom tačnosti iz sljedeći izraz:

,

gdje je razmak između glavnih ravnina sočiva.

Nedostaci jednostavnog sočiva

Moderna fotografska oprema postavlja visoke zahtjeve za kvalitetom slike.

Slika koju proizvodi jednostavan objektiv, zbog niza nedostataka, ne zadovoljava ove zahtjeve. Otklanjanje većine nedostataka postiže se odgovarajućim odabirom većeg broja sočiva u centrirani optički sistem – sočivo. Slike dobijene jednostavnim sočivima imaju različite nedostatke. Nedostaci optičkih sistema nazivaju se aberacije, koje se dijele na sljedeće vrste:

• Geometrijske aberacije
• Difrakciona aberacija (ova aberacija je uzrokovana drugim elementima optičkog sistema i nema nikakve veze sa samim sočivom).

Leće sa posebnim svojstvima

Organska polimerna sočiva

Kontaktne leće

Da li bikonveksno sočivo uvijek konvergira?

Ako je sočivo bikonveksno, onda R 1 > 0 i R 2 > 0. Na divergentnom sočivu D < 0. Выражение в этом случае может быть отрицательным, только если(P – 1) < 0, то есть или P l< P sri Stoga, ako odaberemo prozirni materijal za sočivo takav da ima apsolutni indeks prelamanja P l je bio manji od apsolutnog indeksa prelamanja medija P sf u kojem će se ovo sočivo nalaziti, onda će u ovom slučaju bikonveksno sočivo biti divergentno.

Problem 8.2. Bikonveksno sočivo od stakla s indeksom prelamanja P= 1,6, ima žižnu daljinu F= 10 cm Kolika će biti žižna daljina ovog sočiva ako se stavi u njega transparentno okruženje, koji ima indeks loma P 1 = 1,5? Pronađite žižnu daljinu ovog sočiva u mediju sa indeksom prelamanja P 2 = 1,7.

U okruženju sa apsolutni indikator refrakcija P okoline, relativni indeks prelamanja stakla će biti jednak . Zatim za žižne daljine F 1 i F 2 možemo napisati:

, (2)

, (3)

Iz jednačine (1) izražavamo i zamenimo u jednačinu (2), dobijamo

.

Slično, zamjena u jednačinu (3), dobio sam

Odgovori: F 1" 90 cm, F 2 "-1,0 m.

STOP! Odlučite sami: A5–A7, B2, B3.

Nemoćni objektiv

Čitalac: I kakvu će optičku snagu imati stakleno konveksno-konkavno sočivo, ako su poluprečnici njegovih sfernih površina jednaki | R 1 | = |R 2 |= R(Sl. 8.7)?

Rice. 8.7

=0.

Rice. 8.8

A pošto je optička snaga nula, onda je glavna žižna daljina jednaka, tj F teži beskonačnosti. To znači da nakon prolaska kroz takvo sočivo snop paralelnih zraka ostaje paralelan. Odnosno, sočivo ne mijenja putanju zraka NIŠTA. Po zdravom razumu, ovo je razumljivo: pošto je optička snaga sočiva nula, to znači da je sočivo NEMOĆNO da na neki način utiče na putanju zraka (slika 8.8).

Dato je simetrično bikonveksno sočivo od borosilikatne krunice C-20 sa žižnom daljinom (za D-liniju) / x 100 mm.

Razmotrite bikonveksno sočivo; za zrak koji prolazi kroz takvo sočivo, prva (ulazna) površina je konveksna, a druga (izlazna) je konkavna.

Kod bikonveksnog sočiva, koje je prikazano na gornjem dijagramu (Sl. 100), glavne ravni su uvijek smještene unutar sočiva; stoga su i prednja i stražnja udaljenost (udaljenost od fokalnih ravnina do površina sočiva, mjerena duž glavne optičke ose) uvijek manja od žižne daljine. Nasuprot tome, kod sočiva položaj glavnih ravnina može biti drugačiji: zavisi od refrakcijske moći i relativnog položaja sabirnih i divergentnih leća koje čine sočivo. Kod primarnih sočiva, kao i kod bikonveksnog sočiva, glavne ravni se obično nalaze unutar sočiva. Na primjer, u sočivu Industar-10 glavne ravnine se nalaze otprilike u sredini sočiva, a u sočivu Jupiter-8 - blizu njegovog prednjeg vrha.

U bikonveksnom sočivu, slika je u početku bila 4 puta veća od objekta.

Iza bikonveksnog sočiva na udaljenosti od 40 cm postavljeno je konkavno ogledalo poluprečnika 20 cm.Žišna daljina sočiva je 8 cm.Glavne optičke ose sočiva i ogledala se poklapaju. Ispred sočiva na udaljenosti od 16 cm od njegovog optičkog centra nalazi se svijetleći predmet visine 2 cm. Odredite koliko će se slika dobiti, na kojoj udaljenosti od sočiva će biti zadnja slika, prirodu i visinu sočiva. zadnja slika. Tri slike; / 312 3 cm Prve dvije slike su nevidljive; treća slika je realna, inverzna, redukovana; njegova visina h7 7 mm.

Iza bikonveksnog sočiva postavljeno je ravno ogledalo na udaljenosti od 40 cm normalno na njegovu optičku os. Žižna daljina sočiva je 8 cm Ispred sočiva se nalazi svetleći objekat na udaljenosti od 16 cm od njegovog optičkog centra.

Iza bikonveksnog sočiva na udaljenosti od 40 cm postavljeno je konkavno ogledalo poluprečnika zakrivljenosti 20 cm.Žišna daljina sočiva je 8 cm.Glavne optičke ose sočiva i ogledala se poklapaju. Ispred sočiva na udaljenosti od 16 cm od njegovog optičkog centra nalazi se svijetleći objekt visine 2 cm Nađite broj slika, udaljenost od sočiva do posljednje slike, prirodu i visinu posljednje slike.

Iza bikonveksnog sočiva postavljeno je ravno ogledalo na udaljenosti od 40 cm normalno na njegovu optičku os. Žižna daljina sočiva je 8 cm Ispred sočiva na udaljenosti od 16 cm od njegovog optičkog centra nalazi se svetleći objekat.

Između bikonveksnog sočiva i ogledala na kojem se dobija stvarna slika postavlja se pravokutna posuda prozirnih stijenki.

Iza bikonveksnog sočiva na udaljenosti od 40 cm postavljeno je konkavno ogledalo poluprečnika 20 cm.Žišna daljina sočiva je 8 cm.Glavne optičke ose sočiva i ogledala se poklapaju. Ispred sočiva na udaljenosti od 16 cm od njegovog optičkog centra nalazi se svijetleći predmet visine 2 cm. Odredite koliko će se slika dobiti, na kojoj udaljenosti od sočiva će biti zadnja slika, prirodu i visinu sočiva. zadnja slika. Tri slike; fa 12 3 cm Prve dvije slike su nevidljive; treća slika je realna, inverzna, redukovana; njegova visina h je 7 7 mm.

Bikonveksna sočiva

Plano-konveksna sočiva

Karakteristike tankih sočiva

U zavisnosti od formi koje postoje kolektivno(pozitivno) i rasipanje(negativna) sočiva. Grupa sabirnih sočiva obično uključuje sočiva čija je sredina deblja od ivica, a grupa divergentnih sočiva čije su ivice deblje od sredine. Treba napomenuti da je to tačno samo ako je indeks prelamanja materijala sočiva veći od indeksa loma okolnog medija. Ako je indeks loma sočiva manji, situacija će biti obrnuta. Na primjer, mjehur zraka u vodi je bikonveksna divergentna leća.

Objektivi se obično karakteriziraju svojom optičkom snagom (mjereno u dioptrijama) ili žižnom daljinom.

Za izradu optičkih uređaja sa korigovanom optičkom aberacijom (prvenstveno hromatskom, uzrokovanom disperzijom svetlosti - akromati i apohromati) bitna su i druga svojstva sočiva/njihovih materijala, na primer indeks prelamanja, koeficijent disperzije, propusnost materijala u izabranom optičkom domet.

Ponekad su sočiva/optički sistemi sočiva (refraktori) posebno dizajnirani za upotrebu u okruženjima sa relativno visokim indeksom prelamanja (vidi imerzioni mikroskop, imerzione tečnosti).

Vrste sočiva:
Sakupljanje:
1 - bikonveksan
2 - ravno-konveksna
3 - konkavno-konveksno (pozitivni meniskus)
Rasipanje:
4 - bikonkavna
5 - ravno-konkavno
6 - konveksno-konkavno (negativni meniskus)

Konveksno-konkavno sočivo se naziva meniskusa a može biti zbirna (zadebljava se prema sredini) ili raspršena (zadebljava prema rubovima). Meniskus čiji su radijusi površine jednaki ima optičku snagu jednaku nuli (koristi se za ispravljanje disperzije ili kao pokrivno sočivo). Dakle, leće naočara za miopiju su u pravilu negativni menisci.

Posebnost sabirne leće je sposobnost sakupljanja zraka koji upadaju na njegovu površinu u jednoj tački koja se nalazi na drugoj strani sočiva.

Glavni elementi sočiva: NN - glavna optička os - ravna linija koja prolazi kroz centre sfernih površina koje ograničavaju sočivo; O - optički centar - tačka koja se za bikonveksna ili bikonkavna (sa istim poluprečnikom površine) sočiva nalazi na optičkoj osi unutar sočiva (u njegovom centru).
Bilješka. Putanja zraka prikazana je kao u idealiziranom (ravnom) sočivu, bez indikacije prelamanja na granici realne faze. Dodatno, prikazana je pomalo preuveličana slika bikonveksnog sočiva

Ako se svjetleća tačka S postavi na određenoj udaljenosti ispred sabirne leće, tada će zraka svjetlosti usmjerena duž ose proći kroz sočivo, a da se ne prelama, a zraci koji ne prolaze kroz centar će se lomiti prema optičku os i sijeku se na njoj u nekoj tački F, koja će i biti slika tačke S. Ova tačka se naziva konjugirani fokus, ili jednostavno fokus.

Ako svjetlost padne na sočivo iz veoma udaljenog izvora, čije se zrake mogu predstaviti kao da dolaze u paralelnom snopu, tada će se zraci po izlasku iz njega lomiti pod većim uglom i tačka F će se kretati na optičkoj osi bliže sočivo. U ovim uslovima, tačka preseka zraka koji izlaze iz sočiva naziva se glavni fokus F’, a udaljenost od centra sočiva do glavnog fokusa je glavna žižna daljina.

Zrake koje upadaju na divergentno sočivo će se prelomiti prema ivicama sočiva po izlasku iz njega, odnosno raspršiti se. Ako se ove zrake nastave u suprotnom smjeru kao što je prikazano na slici isprekidanom linijom, tada će se konvergirati u jednoj tački F, koja će biti fokus ovo sočivo. Ovaj trik će imaginarni.

Imaginarni fokus divergentnog sočiva

Ono što je rečeno o fokusu na glavnoj optičkoj osi podjednako se odnosi i na one slučajeve kada je slika tačke na sekundarnoj ili nagnutoj optičkoj osi, odnosno linija koja prolazi kroz centar sočiva pod uglom u odnosu na glavnu optičku os. osa. Ravan okomita na glavnu optičku osu, koja se nalazi u glavnom fokusu sočiva, naziva se glavna fokalna ravan, a na konjugiranom fokusu - jednostavno fokalna ravan.

Kolektivna sočiva mogu biti usmjerena prema objektu s bilo koje strane, zbog čega se zraci koji prolaze kroz sočivo mogu prikupiti i s jedne i s druge strane. Dakle, sočivo ima dva fokusa - front I pozadi. Nalaze se na optičkoj osi sa obe strane sočiva na žižnoj daljini od centra sočiva.

Izrada slike sa tankim sabirnim sočivom

Prilikom predstavljanja karakteristika sočiva razmatran je princip konstruisanja slike svetleće tačke u fokusu sočiva. Zraci koji upadaju na sočivo s lijeve strane prolaze kroz njegov stražnji fokus, a zraci koji upadaju s desne strane prolaze kroz njegov prednji fokus. Treba napomenuti da se kod divergentnih sočiva, naprotiv, stražnji fokus nalazi ispred objektiva, a prednji fokus iza.

Konstrukcija slike objekata određenog oblika i veličine pomoću sočiva dobija se na sledeći način: recimo linija AB predstavlja objekat koji se nalazi na određenoj udaljenosti od sočiva, značajno premašujući njegovu žižnu daljinu. Iz svake tačke objekta kroz sočivo će proći bezbroj zraka, od kojih, radi jasnoće, slika shematski prikazuje tok samo tri zraka.

Tri zraka koje izlaze iz tačke A proći će kroz sočivo i preseći se u svojim odgovarajućim tačkama nestajanja u A 1 B 1 da bi formirale sliku. Rezultirajuća slika je validan I naopačke.

U ovom slučaju, slika je dobijena u konjugiranom fokusu u određenoj fokalnoj ravni FF, nešto udaljenoj od glavne žarišne ravni F’F’, koja prolazi paralelno s njom kroz glavni fokus.

Ako je predmet na beskonačnoj udaljenosti od sočiva, tada se njegova slika dobija u stražnjem fokusu sočiva F' validan, naopačke I smanjena dok ne izgleda kao tačka.

Ako je predmet blizu sočiva i nalazi se na udaljenosti većoj od dvostruke žižne daljine sočiva, tada će njegova slika biti validan, naopačke I smanjena i nalaziće se iza glavnog fokusa u segmentu između njega i dvostruke žižne daljine.

Ako se objekt postavi na dvostrukoj žižnoj daljini od sočiva, onda je rezultirajuća slika na drugoj strani sočiva na dvostrukoj žižnoj daljini od njega. Slika se dobija validan, naopačke I jednake veličine predmet.

Ako se objekt postavi između prednjeg fokusa i dvostruke žižne daljine, tada će se slika dobiti iza dvostruke žižne daljine i bit će validan, naopačke I uvećano.

Ako je predmet u ravnini prednjeg glavnog fokusa sočiva, tada će zraci koji prolaze kroz sočivo ići paralelno, a slika se može dobiti samo u beskonačnosti.

Ako je predmet postavljen na udaljenosti manjoj od glavne žižne daljine, tada će zraci izaći iz sočiva u divergentnom snopu, a da se nigdje ne sijeku. Slika je tada imaginarni, direktno I uvećano, tj. u ovom slučaju sočivo radi kao lupa.

Lako je primijetiti da kada se objekt približi prednjem fokusu sočiva iz beskonačnosti, slika se udaljava od stražnjeg fokusa i, kada objekt dosegne prednju fokusnu ravninu, pojavljuje se u beskonačnosti iz nje.

Ovaj obrazac je od velike važnosti u praksi različitih vrsta fotografskog rada, stoga, da biste odredili odnos između udaljenosti od objekta do objektiva i od objektiva do ravnine slike, morate znati osnovne formula sočiva.

Formula tankih sočiva

Udaljenosti od tačke objekta do centra sočiva i od tačke slike do centra sočiva nazivaju se konjugovane žižne daljine.

Ove količine su međusobno zavisne i određene su formulom tzv formula tankih sočiva:

gdje je udaljenost od sočiva do objekta; - udaljenost od sočiva do slike; - glavna žižna daljina sočiva. U slučaju debelog sočiva, formula ostaje nepromijenjena s jedinom razlikom što se udaljenosti ne mjere od centra sočiva, već od glavnih ravnina.

Da biste pronašli jednu ili drugu nepoznatu količinu sa dvije poznate veličine, koristite sljedeće jednačine:

Treba napomenuti da su znakovi količina u , v , f se biraju na osnovu sljedećih razmatranja - za stvarnu sliku iz stvarnog objekta u konvergentnom sočivu - sve ove veličine su pozitivne. Ako je slika imaginarna, udaljenost do nje se uzima kao negativna; ako je predmet imaginaran, udaljenost do njega je negativna; ako je sočivo divergentno, žižna daljina je negativna.

Skala slike

Razmjer slike () je omjer linearnih dimenzija slike prema odgovarajućim linearnim dimenzijama objekta. Ovaj odnos se može indirektno izraziti razlomkom , gdje je udaljenost od sočiva do slike; - udaljenost od sočiva do objekta.

Ovdje postoji faktor redukcije, tj. broj koji pokazuje koliko su puta linearne dimenzije slike manje od stvarnih linearnih dimenzija objekta.

U praksi proračuna, mnogo je prikladnije ovaj odnos izraziti u vrijednostima ili , gdje je žižna daljina sočiva.

.

Proračun žižne daljine i optičke snage sočiva

Objektivi su simetrični, odnosno imaju istu žižnu daljinu bez obzira na smjer svjetlosti - lijevo ili desno, što se, međutim, ne odnosi na druge karakteristike, na primjer, aberacije, čija veličina zavisi od koje strane sočivo je okrenuto prema svjetlu.

Kombinacija više sočiva (centrirani sistem)

Objektivi se mogu međusobno kombinovati za izgradnju složenih optičkih sistema. Optička snaga sistema od dva sočiva može se naći kao jednostavan zbir optičkih snaga svakog sočiva (pod pretpostavkom da se oba sočiva mogu smatrati tankim i da se nalaze blizu jedno drugom na istoj osi):

.

Ako se sočiva nalaze na određenoj udaljenosti jedna od druge i njihove ose se poklapaju (sistem proizvoljnog broja sočiva sa ovim svojstvom naziva se centriran sistem), onda se njihova ukupna optička snaga može naći sa dovoljnim stepenom tačnosti iz sljedeći izraz:

,

gdje je razmak između glavnih ravnina sočiva.

Nedostaci jednostavnog sočiva

Moderna fotografska oprema postavlja visoke zahtjeve za kvalitetom slike.

Slika koju proizvodi jednostavan objektiv, zbog niza nedostataka, ne zadovoljava ove zahtjeve. Otklanjanje većine nedostataka postiže se odgovarajućim odabirom većeg broja sočiva u centrirani optički sistem – sočivo. Slike dobijene jednostavnim sočivima imaju različite nedostatke. Nedostaci optičkih sistema nazivaju se aberacije, koje se dijele na sljedeće vrste:

• Geometrijske aberacije
• Difrakciona aberacija (ova aberacija je uzrokovana drugim elementima optičkog sistema i nema nikakve veze sa samim sočivom).

Leće sa posebnim svojstvima

Organska polimerna sočiva

Kontaktne leće

Ko ne poznaje običnu lupu koja izgleda kao zrno sočiva. Ako se takvo staklo - koje se naziva i bikonveksna leća - postavi između predmeta i oka, tada se slika objekta čini posmatraču uvećanom nekoliko puta.

Koja je tajna takvog povećanja? Kako možemo objasniti da nam se objekti, kada se gledaju kroz bikonveksno sočivo, čine veći od njihove stvarne veličine?

Da bismo dobro razumjeli razlog za ovu pojavu, moramo se sjetiti kako se svjetlosni zraci šire.

Svakodnevna zapažanja nas uvjeravaju da svjetlost putuje pravolinijski. Sjetite se, na primjer, kako ih ponekad sunce, skriveno oblacima, probija direktnim, jasno vidljivim snopovima zraka.

Ali da li su svetlosni zraci uvek pravi? Ispostavilo se da nije uvijek.

Na primjer, napravite ovaj eksperiment.

U kapci koja čvrsto prekriva prozor vaše sobe, napravite Fig. 6< прямолинейный

Mala rupa. Zraka svjetlosti, zraka svjetlosti, udara u drugu -

Prošavši kroz ovu rupu, „meki medij - U vodu, IZ -

Crta pravo u mračnoj prostoriji - mijenja smjer,

G "i 1 se prelama,

Linearni trag. Ali stavi ga

Put snopa je tegla s vodom, a videćete da će snop, kada uđe u vodu, promeniti smer, ili, kako kažu, „prelomiti se“ (slika 6).

Dakle, prelamanje svjetlosnih zraka može se uočiti kada uđu u drugu sredinu. Dakle, dok zraci putuju u vazduhu, oni su pravi. Ali čim im neki drugi medij, poput vode, naiđe na put, svjetlost se lomi.

Zraka svjetlosti doživljava istu refrakciju kada prođe kroz bikonveksno povećalo. U isto vrijeme, sočivo prikuplja svjetlosne zrake
u uski šiljasti snop (ovo, inače, objašnjava činjenicu da uz pomoć lupe, skupljajući zrake svjetlosti u uski snop, možete zapaliti cigaretu, papir itd. na suncu).

Ali zašto sočivo povećava sliku objekta?

Evo zašto. Gledajte golim okom u predmet, kao što je list drveta. Zraci svjetlosti reflektiraju se od lista i konvergiraju u vašem oku. Sada postavite bikonveksno sočivo između oka i lista. Svetlosni zraci koji prolaze kroz sočivo će se prelomiti (slika 7). kako god ljudskom oku ne izgledaju pokvareno. Posmatrač i dalje oseća pravoliniju svetlosnih zraka. Čini se da ih nastavlja dalje, iza sočiva (vidi isprekidane linije na slici 7), a predmet posmatran kroz bikonveksno sočivo posmatraču izgleda uvećan!

Pa, šta će se dogoditi ako se zraci svjetlosti, umjesto da udare u oko posmatrača, nastave

Dalje? Nakon ukrštanja u jednoj tački, koja se zove fokus sočiva, zraci će se ponovo razići. Ako im na putanju postavimo ogledalo, videćemo u njemu uvećanu sliku istog lista (slika 8). Međutim, to će nam se pojaviti u obrnutom obliku. I ovo je sasvim razumljivo. Uostalom, nakon ukrštanja u žarišnoj tački sočiva, svjetlosni zraci putuju dalje u istom linearnom smjeru. Naravno

Prirodno je da su u ovom slučaju zraci s vrha lista usmjereni prema dolje, a zraci koji dolaze iz njegove osnove će se reflektirati u gornjem dijelu ogledala.

Upravo se ovo svojstvo bikonveksnog sočiva - sposobnost sakupljanja zraka svjetlosti u jednoj tački - koristi u fotografskim aparatima.