עדשה דו קמורה

עדשה פלנו-קמורה

מאפיינים של עדשות דקות

תלוי בטפסים שיש קולקטיבי(חיובי) ו פִּזוּרעדשות (שליליות). קבוצת עדשות האוסף כוללת בדרך כלל עדשות שהאמצע שלהן עבה יותר מהקצוות, וקבוצת העדשות המתפצלות כוללת עדשות שהקצוות שלהן עבים מהאמצע. יש לציין שזה נכון רק אם מקדם השבירה של חומר העדשה גדול מזה של סביבה. אם מקדם השבירה של העדשה נמוך יותר, המצב יתהפך. לדוגמה, בועת אוויר במים היא עדשה מתפצלת דו קמורה.

עדשות מאופיינות בדרך כלל בכוח האופטי שלהן (נמדד בדיאופטריות), או באורך המוקד.

לבניית מכשירים אופטיים עם סטייה אופטית מתוקנת (בעיקר כרומטית, הנגרמת על ידי פיזור אור - אכרומטים ואפוכרומטים), חשובות גם תכונות אחרות של עדשות/חומרים שלהן, למשל, מקדם השבירה, מקדם פיזור, העברה של החומר באופטי שנבחר טווח.

לפעמים עדשות/מערכות אופטיות לעדשות (רפרקטורים) תוכננו במיוחד לשימוש בסביבות עם מקדם שבירה גבוה יחסית (ראה מיקרוסקופ טבילה, נוזלי טבילה).

סוגי עדשות:
איסוף:
1 - דו קמור
2 - שטוח-קמור
3 - קעור-קמור (מיניסקוס חיובי)
פִּזוּר:
4 - דו קעור
5 - שטוח-קעורה
6 - קמור-קעור (מיניסקוס שלילי)

נקראת עדשה קמורה-קעורה סַהֲרוֹןויכול להיות קולקטיבי (מעבה לכיוון האמצע) או פיזור (מעבה לכיוון הקצוות). למיניסקוס שרדיוסי פני השטח שלו שווים יש כוח אופטי השווה לאפס (משמש לתיקון פיזור או כעדשת כיסוי). לפיכך, עדשות המשקפיים לקוצר ראייה הן, ככלל, מניסקים שליליים.

תכונה ייחודית של עדשת איסוף היא היכולת לאסוף קרניים הנכנסות על פני השטח שלה בנקודה אחת הממוקמת בצד השני של העדשה.

המרכיבים העיקריים של העדשה: NN - הציר האופטי הראשי - קו ישר העובר במרכזי המשטחים הכדוריים התוחמים את העדשה; O - מרכז אופטי - הנקודה שעבור עדשות דו-קמורות או דו-קעורות (עם אותם רדיוסי משטח) ממוקמת על הציר האופטי בתוך העדשה (במרכזה).
הערה. נתיב הקרניים מוצג כמו בעדשה אידיאלית (שטוחה), מבלי להצביע על שבירה בגבול הפאזה האמיתי. בנוסף, מוצגת תמונה מעט מוגזמת של עדשה דו קמורה

אם ממוקמת נקודת אור S במרחק מסוים מול עדשת האיסוף, אזי קרן אור המכוונת לאורך הציר תעבור בעדשה מבלי להישבר, וקרניים שלא עוברות במרכז ישברו לכיוון ציר אופטי ומצטלבים עליו בנקודה F כלשהי, שתהיה תמונה של נקודה S. נקודה זו נקראת פוקוס מצומד, או פשוט מוֹקֵד.

אם אור נופל על העדשה ממקור מרוחק מאוד, שקרנייו יכולות להיות מיוצגות כמגיעות בקרן מקבילה, אז ביציאה ממנה הקרניים ישברו בזווית גדולה יותר ונקודה F תנוע על הציר האופטי קרוב יותר ל- עֲדָשָׁה. בתנאים אלו נקראת נקודת החיתוך של הקרניים היוצאות מהעדשה פוקוס מרכזי F', והמרחק ממרכז העדשה למוקד הראשי הוא אורך המוקד העיקרי.

קרניים שנכנסות על עדשה מתפצלת ישברו לכיוון קצוות העדשה ביציאה ממנה, כלומר יתפזרו. אם קרניים אלו ימשיכו בכיוון ההפוך כפי שמוצג באיור עם קו מקווקו, אז הן יתכנסו בנקודה אחת F, שתהיה מוֹקֵדהעדשה הזו. הטריק הזה יהיה דִמיוֹנִי.

מיקוד דמיוני של עדשה מתפצלת

מה שנאמר על מיקוד על הציר האופטי הראשי תקף באותה מידה לאותם מקרים שבהם התמונה של נקודה נמצאת על ציר אופטי משני או משופע, כלומר, קו העובר דרך מרכז העדשה בזווית לאופטי הראשי. צִיר. המישור הניצב לציר האופטי הראשי, הממוקם במוקד העיקרי של העדשה, נקרא מישור המוקד הראשי, ובמוקד המצומד - פשוט מישור מוקד.

עדשות קולקטיביות יכולות להיות מכוונות כלפי עצם משני הצדדים, וכתוצאה מכך ניתן לאסוף קרניים העוברות בעדשה הן מצד אחד והן מהצד השני. לפיכך, לעדשה יש שני מוקדים - חֲזִיתו חלק אחורי. הם ממוקמים על הציר האופטי משני צידי העדשה באורך המוקד ממרכז העדשה.

בניית תמונה עם עדשה מתכנסת דקה

בעת הצגת המאפיינים של עדשות, נשקל העיקרון של בניית תמונה של נקודה זוהרת במוקד העדשה. קרניים הנכנסות על העדשה משמאל עוברות דרך המוקד האחורי שלה, וקרניים הנכנסות מימין עוברות דרך המוקד הקדמי שלה. יש לציין כי בעדשות מתפצלות, להיפך, הפוקוס האחורי ממוקם לפני העדשה, והפוקוס הקדמי נמצא מאחור.

הבנייה של תמונה של עצמים בעלי צורה וגודל מסוימים על ידי עדשה מתקבלת באופן הבא: נניח שהקו AB מייצג עצם שנמצא במרחק מסוים מהעדשה, החורג משמעותית מאורך המוקד שלו. מכל נקודה של העצם יעבור דרך העדשה מספר אינספור של קרניים, שלצורך הבהירות, האיור מציג באופן סכמטי את מהלך של שלוש קרניים בלבד.

שלוש קרניים הבוקעות מנקודה A יעברו דרך העדשה ויצטלבו בנקודות הנעלם שלהן בהתאמה ב-A 1 B 1 כדי ליצור תמונה. התמונה המתקבלת היא תָקֵףו הפוך.

IN במקרה הזההתמונה התקבלה במוקד מצומד במישור מוקד מסוים FF, מרוחק מעט ממישור המוקד הראשי F'F', העובר במקביל אליו דרך המוקד הראשי.

אם חפץ נמצא במרחק אינסופי מהעדשה, אז התמונה שלו מתקבלת במוקד האחורי של העדשה F' תָקֵף, הפוךו מוּפחָתעד שזה נראה כמו נקודה.

אם חפץ קרוב לעדשה ונמצא במרחק העולה על פי שניים מאורך המוקד של העדשה, התמונה שלו תהיה תָקֵף, הפוךו מוּפחָתוימוקם מאחורי הפוקוס המרכזי בקטע שבינו לבין אורך המוקד הכפול.

אם אובייקט ממוקם באורך מוקד כפול מהעדשה, אז התמונה המתקבלת נמצאת בצד השני של העדשה באורך מוקד כפול ממנה. התמונה מתקבלת תָקֵף, הפוךו שווה בגודלנושא.

אם אובייקט ממוקם בין הפוקוס הקדמי לבין אורך המוקד הכפול, התמונה תתקבל מאחורי אורך המוקד הכפול ותהיה תָקֵף, הפוךו מוּגדָל.

אם האובייקט נמצא במישור המוקד הראשי הקדמי של העדשה, אזי הקרניים העוברות בעדשה יעברו במקביל, וניתן לקבל את התמונה רק באינסוף.

אם אובייקט ממוקם במרחק קטן מאורך המוקד הראשי, אזי הקרניים ייצאו מהעדשה בקרן מתפצלת, מבלי להצטלב בשום מקום. התמונה היא אז דִמיוֹנִי, ישירו מוּגדָל, כלומר במקרה זה העדשה פועלת כמו זכוכית מגדלת.

קל להבחין שכאשר אובייקט מתקרב למוקד הקדמי של העדשה מאינסוף, התמונה מתרחקת מהפוקוס האחורי וכאשר האובייקט מגיע למישור הפוקוס הקדמי, הוא מופיע באינסוף ממנו.

לתבנית הזו יש חשיבות רבהבפועל סוגים שוניםעבודת צילום, אם כן, כדי לקבוע את הקשר בין המרחק מהאובייקט לעדשה ומהעדשה למישור התמונה, אתה צריך לדעת את הבסיס נוסחת עדשה.

פורמולת עדשה דקה

המרחקים מנקודת האובייקט למרכז העדשה ומנקודת התמונה למרכז העדשה נקראים אורכי מוקד מצומדים.

כמויות אלו תלויות זו בזו ונקבעות על ידי נוסחה הנקראת נוסחת עדשה דקה:

היכן המרחק מהעדשה לאובייקט; - מרחק מהעדשה לתמונה; - אורך המוקד העיקרי של העדשה. במקרה של עדשה עבה, הנוסחה נשארת ללא שינוי כשההבדל היחיד הוא שהמרחקים נמדדים לא ממרכז העדשה, אלא מהמישורים הראשיים.

כדי למצוא כמות לא ידועה כזו או אחרת עם שניים ידועים, השתמש במשוואות הבאות:

יש לציין כי סימני הכמויות u , v , ונבחרים על סמך השיקולים הבאים - עבור תמונה אמיתיתמעצם אמיתי בעדשה מתכנסת - כל הכמויות הללו חיוביות. אם התמונה היא דמיונית, המרחק אליה נחשב שלילי; אם האובייקט דמיוני, המרחק אליו שלילי; אם העדשה מתפצלת, אורך המוקד שלילי.

סולם תמונה

סולם התמונה () הוא היחס בין הממדים הליניאריים של התמונה לממדים הליניאריים המתאימים של האובייקט. קשר זה יכול להתבטא בעקיפין על ידי השבר , היכן הוא המרחק מהעדשה לתמונה; - מרחק מהעדשה לאובייקט.

יש כאן גורם הפחתה, כלומר מספר המראה כמה פעמים הממדים הליניאריים של התמונה קטנים מהממדים הליניאריים בפועל של האובייקט.

בתרגול של חישובים, הרבה יותר נוח לבטא את הקשר הזה בערכים או היכן אורך המוקד של העדשה.

.

חישוב אורך מוקד ועוצמה אופטית של עדשה

העדשות הן סימטריות, כלומר בעלות אורך מוקד זהה ללא קשר לכיוון האור - שמאל או ימין, מה שעם זאת אינו חל על מאפיינים אחרים, למשל, סטייות, שגודלן תלוי באיזה צד של העדשה פונה אל האור.

שילוב של עדשות מרובות (מערכת ממורכזת)

ניתן לשלב עדשות אחת עם השנייה לבניית מערכות אופטיות מורכבות. כוח אופטיניתן למצוא מערכת של שתי עדשות כסכום פשוט של הכוחות האופטיים של כל עדשה (בתנאי ששתי העדשות יכולות להיחשב דקות והן ממוקמות קרוב זו לזו על אותו ציר):

.

אם העדשות ממוקמות במרחק מסוים זו מזו והצירים שלהן עולים בקנה אחד (מערכת של מספר שרירותי של עדשות בעלות תכונה זו נקראת מערכת ממורכזת), אזי ניתן למצוא את הכוח האופטי הכולל שלהן במידה מספקת של דיוק מ- הביטוי הבא:

,

היכן המרחק בין המישורים הראשיים של העדשות.

חסרונות של עדשה פשוטה

ציוד צילום מודרני מציב דרישות גבוהות לאיכות תמונה.

התמונה המופקת על ידי עדשה פשוטה, עקב מספר חסרונות, אינה עומדת בדרישות אלו. ביטול רוב החסרונות מושג על ידי בחירה מתאימה של מספר עדשות למערכת אופטית ממורכזת - עדשה. לתמונות המתקבלות בעדשות פשוטות יש חסרונות שונים. החסרונות של מערכות אופטיות נקראות סטיות, המחולקות לסוגים הבאים:

• סטיות גיאומטריות
• סטיית עקיפה (סטייה זו נגרמת על ידי אלמנטים אחרים של המערכת האופטית ואין לה שום קשר לעדשה עצמה).

עדשות בעלות תכונות מיוחדות

עדשות פולימר אורגניות

עדשות מגע

האם עדשה דו קמורה תמיד מתכנסת?

אם העדשה דו קמורה, אז ר 1 > 0 ו ר 2 > 0. בעדשה מתפצלת ד < 0. Выражение в этом случае может быть отрицательным, только если(פ – 1) < 0, то есть или פל< פהיינו עושים לכן, אם נבחר חומר שקוף לעדשה כך שמקדם השבירה המוחלט שלה פאני היה פחות ממקדם השבירה המוחלט של המדיום פ sf שבו העדשה הזו תהיה ממוקמת, אז במקרה זה העדשה הדו-קמורה תהיה מתפצלת.

בעיה 8.2.עדשה דו קמורה עשויה זכוכית עם מקדם שבירה פ= 1.6, בעל אורך מוקד ו= 10 ס"מ. מה יהיה אורך המוקד של עדשה זו אם היא תוצב סביבה שקופה, בעל מקדם שבירה פ 1 = 1.5? מצא את אורך המוקד של עדשה זו במדיום עם מקדם שבירה פ 2 = 1,7.

בסביבה עם אינדיקטור מוחלטשבירה פסביבה, מקדם השבירה היחסי של זכוכית יהיה שווה ל. אחר כך לאורכי מוקד ו 1 ו ו 2 נוכל לכתוב:

, (2)

, (3)

מתוך משוואה (1) אנו מבטאים ומחליף למשוואה (2), נקבל

.

באופן דומה, מחליף לתוך המשוואה (3), קיבלתי

תשובה: ו 1 אינץ' 90 ס"מ, ו 2 אינץ'-1.0 מ'.

תפסיק! החליטו בעצמכם: A5–A7, B2, B3.

עדשה חסרת כוח

קוֹרֵא:ואיזה כוח אופטי תהיה לעדשת זכוכית קמורה-קעורה, שרדיוסי המשטחים הכדוריים שלה שווים | ר 1 | = |ר 2 |= ר(איור 8.7)?

אורז. 8.7

=0.

אורז. 8.8

ומכיוון שההספק האופטי הוא אפס, אז אורך המוקד העיקרי שווה, כלומר ונוטה לאינסוף. המשמעות היא שאחרי מעבר בעדשה כזו, קרן של קרניים מקבילות נשארת מקבילה. כלומר, העדשה לא משנה את נתיב הקרניים בשום אופן. לפי השכל הישר, זה מובן: מכיוון שהכוח האופטי של העדשה הוא אפס, זה אומר שהעדשה חסרת כוח כדי להשפיע איכשהו על נתיב הקרניים (איור 8.8).

נתונה היא עדשה דו קמורה סימטרית עשויה כתר בורוסיליקט C-20 עם אורך מוקד (לקו D) / x 100 מ"מ.

שקול עדשה דו קמורה; עבור קרן העוברת דרך עדשה כזו, המשטח הראשון (הקלט) קמור, והשני (הפלט) קעור.

בעדשה דו קמורה, המוצגת בתרשים לעיל (איור 100), המישורים הראשיים ממוקמים תמיד בתוך העדשה; לכן, גם המרחק הקדמי וגם האחורי (המרחקים ממישור המוקד למשטחי העדשה, נמדד לאורך הציר האופטי הראשי) תמיד פחות מאורך המוקד. לעומת זאת, בעדשות המיקום של המישורים הראשיים עשוי להיות שונה: זה תלוי בכוח השבירה ובמיקום היחסי של העדשות המתאספות והמתפצלות המרכיבות את העדשה. בעדשות פריים, כמו בעדשה דו קמורה, המישורים העיקריים ממוקמים בדרך כלל בתוך העדשה. לדוגמה, בעדשת Industar-10 המישורים הראשיים ממוקמים בערך באמצע העדשה, ובעדשת Jupiter-8 - ליד הקודקוד הקדמי שלה.

בעדשה דו קמורה התמונה הייתה בתחילה גדולה פי 4 מהאובייקט.

מראה קעורה ברדיוס של 20 ס"מ ממוקמת מאחורי העדשה הדו קמורה במרחק של 40 ס"מ. אורך המוקד של העדשה הוא 8 ס"מ. הצירים האופטיים העיקריים של העדשה והמראה חופפים. מול העדשה במרחק של 16 ס"מ ממרכזה האופטי יש עצם זוהר בגובה 2 ס"מ. קבעו כמה תמונות יתקבלו, באיזה מרחק מהעדשה תהיה התמונה האחרונה, אופי וגובהה של העדשה. תמונה אחרונה. שלוש תמונות; / 312 3 ס"מ. שתי התמונות הראשונות אינן נראות; התמונה השלישית היא אמיתית, הפוכה, מוקטנת; גובהו h7 7 מ"מ.

מראה שטוחה ממוקמת מאחורי העדשה הדו-קמורה במרחק של 40 ס"מ נורמלי לציר האופטי שלה. אורך המוקד של העדשה הוא 8 ס"מ. ישנו עצם זוהר מול העדשה במרחק של 16 ס"מ מהמרכז האופטי שלה.

מאחורי העדשה הדו קמורה במרחק של 40 ס"מ ממוקמת מראה קעורה בעלת רדיוס עקמומיות של 20 ס"מ. אורך המוקד של העדשה הוא 8 ס"מ. הצירים האופטיים העיקריים של העדשה והמראה חופפים. מול העדשה במרחק של 16 ס"מ ממרכזה האופטי יש אובייקט זוהר בגובה 2 ס"מ. מצא את מספר התמונות, המרחק מהעדשה לתמונה האחרונה, אופי וגובה התמונה האחרונה.

מראה שטוחה ממוקמת מאחורי העדשה הדו-קמורה במרחק של 40 ס"מ נורמלי לציר האופטי שלה. אורך המוקד של העדשה הוא 8 ס"מ. מול העדשה במרחק של 16 ס"מ ממרכזה האופטי יש עצם זוהר.

כלי מלבני עם קירות שקופים מונח בין העדשה הדו קמורה למראה שעליה מתקבלת התמונה בפועל.

מראה קעורה ברדיוס של 20 ס"מ ממוקמת מאחורי העדשה הדו קמורה במרחק של 40 ס"מ. אורך המוקד של העדשה הוא 8 ס"מ. הצירים האופטיים העיקריים של העדשה והמראה חופפים. מול העדשה במרחק של 16 ס"מ ממרכזה האופטי יש עצם זוהר בגובה 2 ס"מ. קבעו כמה תמונות יתקבלו, באיזה מרחק מהעדשה תהיה התמונה האחרונה, אופי וגובהה של העדשה. תמונה אחרונה. שלוש תמונות; fa 12 3 ס"מ. שתי התמונות הראשונות אינן נראות; התמונה השלישית היא אמיתית, הפוכה, מוקטנת; גובהו h הוא 7 7 מ"מ.

עדשה דו קמורה

עדשה פלנו-קמורה

מאפיינים של עדשות דקות

תלוי בטפסים שיש קולקטיבי(חיובי) ו פִּזוּרעדשות (שליליות). קבוצת עדשות האוסף כוללת בדרך כלל עדשות שהאמצע שלהן עבה יותר מהקצוות, וקבוצת העדשות המתפצלות כוללת עדשות שהקצוות שלהן עבים מהאמצע. יש לציין שזה נכון רק אם מקדם השבירה של חומר העדשה גדול מזה של המדיום שמסביב. אם מקדם השבירה של העדשה נמוך יותר, המצב יתהפך. לדוגמה, בועת אוויר במים היא עדשה מתפצלת דו קמורה.

עדשות מאופיינות בדרך כלל בכוח האופטי שלהן (נמדד בדיאופטריות), או באורך המוקד.

לבניית מכשירים אופטיים עם סטייה אופטית מתוקנת (בעיקר כרומטית, הנגרמת על ידי פיזור אור - אכרומטים ואפוכרומטים), חשובות גם תכונות אחרות של עדשות/חומרים שלהן, למשל, מקדם השבירה, מקדם פיזור, העברה של החומר באופטי שנבחר טווח.

לפעמים עדשות/מערכות אופטיות לעדשות (רפרקטורים) תוכננו במיוחד לשימוש בסביבות עם מקדם שבירה גבוה יחסית (ראה מיקרוסקופ טבילה, נוזלי טבילה).

סוגי עדשות:
איסוף:
1 - דו קמור
2 - שטוח-קמור
3 - קעור-קמור (מיניסקוס חיובי)
פִּזוּר:
4 - דו קעור
5 - שטוח-קעורה
6 - קמור-קעור (מיניסקוס שלילי)

נקראת עדשה קמורה-קעורה סַהֲרוֹןויכול להיות קולקטיבי (מעבה לכיוון האמצע) או פיזור (מעבה לכיוון הקצוות). למיניסקוס שרדיוסי פני השטח שלו שווים יש כוח אופטי השווה לאפס (משמש לתיקון פיזור או כעדשת כיסוי). לפיכך, עדשות המשקפיים לקוצר ראייה הן, ככלל, מניסקים שליליים.

תכונה ייחודית של עדשת איסוף היא היכולת לאסוף קרניים הנכנסות על פני השטח שלה בנקודה אחת הממוקמת בצד השני של העדשה.

המרכיבים העיקריים של העדשה: NN - הציר האופטי הראשי - קו ישר העובר במרכזי המשטחים הכדוריים התוחמים את העדשה; O - מרכז אופטי - הנקודה שעבור עדשות דו-קמורות או דו-קעורות (עם אותם רדיוסי משטח) ממוקמת על הציר האופטי בתוך העדשה (במרכזה).
הערה. נתיב הקרניים מוצג כמו בעדשה אידיאלית (שטוחה), מבלי להצביע על שבירה בגבול הפאזה האמיתי. בנוסף, מוצגת תמונה מעט מוגזמת של עדשה דו קמורה

אם ממוקמת נקודת אור S במרחק מסוים מול עדשת האיסוף, אזי קרן אור המכוונת לאורך הציר תעבור בעדשה מבלי להישבר, וקרניים שלא עוברות במרכז ישברו לכיוון ציר אופטי ומצטלבים עליו בנקודה F כלשהי, שתהיה תמונה של נקודה S. נקודה זו נקראת פוקוס מצומד, או פשוט מוֹקֵד.

אם אור נופל על העדשה ממקור מרוחק מאוד, שקרנייו יכולות להיות מיוצגות כמגיעות בקרן מקבילה, אז ביציאה ממנה הקרניים ישברו בזווית גדולה יותר ונקודה F תנוע על הציר האופטי קרוב יותר ל- עֲדָשָׁה. בתנאים אלו נקראת נקודת החיתוך של הקרניים היוצאות מהעדשה פוקוס מרכזי F', והמרחק ממרכז העדשה למוקד הראשי הוא אורך המוקד העיקרי.

קרניים שנכנסות על עדשה מתפצלת ישברו לכיוון קצוות העדשה ביציאה ממנה, כלומר יתפזרו. אם קרניים אלו ימשיכו בכיוון ההפוך כפי שמוצג באיור עם קו מקווקו, אז הן יתכנסו בנקודה אחת F, שתהיה מוֹקֵדהעדשה הזו. הטריק הזה יהיה דִמיוֹנִי.

מיקוד דמיוני של עדשה מתפצלת

מה שנאמר על מיקוד על הציר האופטי הראשי תקף באותה מידה לאותם מקרים שבהם התמונה של נקודה נמצאת על ציר אופטי משני או משופע, כלומר, קו העובר דרך מרכז העדשה בזווית לאופטי הראשי. צִיר. המישור הניצב לציר האופטי הראשי, הממוקם במוקד העיקרי של העדשה, נקרא מישור המוקד הראשי, ובמוקד המצומד - פשוט מישור מוקד.

עדשות קולקטיביות יכולות להיות מכוונות כלפי עצם משני הצדדים, וכתוצאה מכך ניתן לאסוף קרניים העוברות בעדשה הן מצד אחד והן מהצד השני. לפיכך, לעדשה יש שני מוקדים - חֲזִיתו חלק אחורי. הם ממוקמים על הציר האופטי משני צידי העדשה באורך המוקד ממרכז העדשה.

בניית תמונה עם עדשה מתכנסת דקה

בעת הצגת המאפיינים של עדשות, נשקל העיקרון של בניית תמונה של נקודה זוהרת במוקד העדשה. קרניים הנכנסות על העדשה משמאל עוברות דרך המוקד האחורי שלה, וקרניים הנכנסות מימין עוברות דרך המוקד הקדמי שלה. יש לציין כי בעדשות מתפצלות, להיפך, הפוקוס האחורי ממוקם לפני העדשה, והפוקוס הקדמי נמצא מאחור.

הבנייה של תמונה של עצמים בעלי צורה וגודל מסוימים על ידי עדשה מתקבלת באופן הבא: נניח שהקו AB מייצג עצם שנמצא במרחק מסוים מהעדשה, החורג משמעותית מאורך המוקד שלו. מכל נקודה של העצם יעבור דרך העדשה מספר אינספור של קרניים, שלצורך הבהירות, האיור מציג באופן סכמטי את מהלך של שלוש קרניים בלבד.

שלוש קרניים הבוקעות מנקודה A יעברו דרך העדשה ויצטלבו בנקודות הנעלם שלהן בהתאמה ב-A 1 B 1 כדי ליצור תמונה. התמונה המתקבלת היא תָקֵףו הפוך.

במקרה זה, התמונה התקבלה במוקד מצומד במישור מוקד מסוים FF, מרוחק מעט ממישור המוקד הראשי F'F', העובר במקביל אליו דרך המוקד הראשי.

אם חפץ נמצא במרחק אינסופי מהעדשה, אז התמונה שלו מתקבלת במוקד האחורי של העדשה F' תָקֵף, הפוךו מוּפחָתעד שזה נראה כמו נקודה.

אם חפץ קרוב לעדשה ונמצא במרחק העולה על פי שניים מאורך המוקד של העדשה, התמונה שלו תהיה תָקֵף, הפוךו מוּפחָתוימוקם מאחורי הפוקוס המרכזי בקטע שבינו לבין אורך המוקד הכפול.

אם אובייקט ממוקם באורך מוקד כפול מהעדשה, אז התמונה המתקבלת נמצאת בצד השני של העדשה באורך מוקד כפול ממנה. התמונה מתקבלת תָקֵף, הפוךו שווה בגודלנושא.

אם אובייקט ממוקם בין הפוקוס הקדמי לבין אורך המוקד הכפול, התמונה תתקבל מאחורי אורך המוקד הכפול ותהיה תָקֵף, הפוךו מוּגדָל.

אם האובייקט נמצא במישור המוקד הראשי הקדמי של העדשה, אזי הקרניים העוברות בעדשה יעברו במקביל, וניתן לקבל את התמונה רק באינסוף.

אם אובייקט ממוקם במרחק קטן מאורך המוקד הראשי, אזי הקרניים ייצאו מהעדשה בקרן מתפצלת, מבלי להצטלב בשום מקום. התמונה היא אז דִמיוֹנִי, ישירו מוּגדָל, כלומר במקרה זה העדשה פועלת כמו זכוכית מגדלת.

קל להבחין שכאשר אובייקט מתקרב למוקד הקדמי של העדשה מאינסוף, התמונה מתרחקת מהפוקוס האחורי וכאשר האובייקט מגיע למישור הפוקוס הקדמי, הוא מופיע באינסוף ממנו.

לתבנית זו יש חשיבות רבה בתרגול של סוגים שונים של עבודות צילום, לכן, כדי לקבוע את הקשר בין המרחק מהאובייקט לעדשה ומהעדשה למישור התמונה, צריך לדעת את הבסיס נוסחת עדשה.

פורמולת עדשה דקה

המרחקים מנקודת האובייקט למרכז העדשה ומנקודת התמונה למרכז העדשה נקראים אורכי מוקד מצומדים.

כמויות אלו תלויות זו בזו ונקבעות על ידי נוסחה הנקראת נוסחת עדשה דקה:

היכן המרחק מהעדשה לאובייקט; - מרחק מהעדשה לתמונה; - אורך המוקד העיקרי של העדשה. במקרה של עדשה עבה, הנוסחה נשארת ללא שינוי כשההבדל היחיד הוא שהמרחקים נמדדים לא ממרכז העדשה, אלא מהמישורים הראשיים.

כדי למצוא כמות לא ידועה כזו או אחרת עם שניים ידועים, השתמש במשוואות הבאות:

יש לציין כי סימני הכמויות u , v , ונבחרים על סמך השיקולים הבאים - עבור תמונה אמיתית מאובייקט אמיתי בעדשה מתכנסת - כל הכמויות הללו חיוביות. אם התמונה היא דמיונית, המרחק אליה נחשב שלילי; אם האובייקט דמיוני, המרחק אליו שלילי; אם העדשה מתפצלת, אורך המוקד שלילי.

סולם תמונה

סולם התמונה () הוא היחס בין הממדים הליניאריים של התמונה לממדים הליניאריים המתאימים של האובייקט. קשר זה יכול להתבטא בעקיפין על ידי השבר , היכן הוא המרחק מהעדשה לתמונה; - מרחק מהעדשה לאובייקט.

יש כאן גורם הפחתה, כלומר מספר המראה כמה פעמים הממדים הליניאריים של התמונה קטנים מהממדים הליניאריים בפועל של האובייקט.

בתרגול של חישובים, הרבה יותר נוח לבטא את הקשר הזה בערכים או היכן אורך המוקד של העדשה.

.

חישוב אורך מוקד ועוצמה אופטית של עדשה

העדשות הן סימטריות, כלומר בעלות אורך מוקד זהה ללא קשר לכיוון האור - שמאל או ימין, מה שעם זאת אינו חל על מאפיינים אחרים, למשל, סטייות, שגודלן תלוי באיזה צד של העדשה פונה אל האור.

שילוב של עדשות מרובות (מערכת ממורכזת)

ניתן לשלב עדשות אחת עם השנייה לבניית מערכות אופטיות מורכבות. ניתן למצוא את הכוח האופטי של מערכת של שתי עדשות כסכום הפשוט של הכוחות האופטיים של כל עדשה (בהנחה ששתי העדשות יכולות להיחשב דקות והן ממוקמות קרוב זו לזו על אותו ציר):

.

אם העדשות ממוקמות במרחק מסוים זו מזו והצירים שלהן עולים בקנה אחד (מערכת של מספר שרירותי של עדשות בעלות תכונה זו נקראת מערכת ממורכזת), אזי ניתן למצוא את הכוח האופטי הכולל שלהן במידה מספקת של דיוק מ- הביטוי הבא:

,

היכן המרחק בין המישורים הראשיים של העדשות.

חסרונות של עדשה פשוטה

ציוד צילום מודרני מציב דרישות גבוהות לאיכות תמונה.

התמונה המופקת על ידי עדשה פשוטה, עקב מספר חסרונות, אינה עומדת בדרישות אלו. ביטול רוב החסרונות מושג על ידי בחירה מתאימה של מספר עדשות למערכת אופטית ממורכזת - עדשה. לתמונות המתקבלות בעדשות פשוטות יש חסרונות שונים. החסרונות של מערכות אופטיות נקראות סטיות, המחולקות לסוגים הבאים:

• סטיות גיאומטריות
• סטיית עקיפה (סטייה זו נגרמת על ידי אלמנטים אחרים של המערכת האופטית ואין לה שום קשר לעדשה עצמה).

עדשות בעלות תכונות מיוחדות

עדשות פולימר אורגניות

עדשות מגע

מי לא מכיר זכוכית מגדלת רגילה שנראית כמו גרגר עדשים. אם זכוכית כזו - הנקראת גם עדשה דו קמורה - ממוקמת בין עצם לעין, אז תמונת האובייקט נראית למתבונן כמוגדלת מספר פעמים.

מה הסוד של עלייה כזו? כיצד נוכל להסביר שעצמים, כאשר צופים בהם דרך עדשה דו-קמורה, נראים לנו גדולים מגודלם האמיתי?

כדי להבין היטב את הסיבה לתופעה זו, עלינו לזכור כיצד קרני האור מתפשטות.

תצפיות יומיומיות משכנעות אותנו שהאור נע בקו ישר. זכור, למשל, כיצד לפעמים השמש, מוסתרת בעננים, חודרת אותם באלומות קרניים ישירות ונראות בבירור.

אבל האם קרני האור תמיד ישרות? מסתבר שלא תמיד.

לדוגמה, בצע את הניסוי הזה.

בתריס המכסה היטב את חלון החדר שלך, צור איור. 6< прямолинейный

חור קטן. קרן אור, קרן אור, פוגעת באחר -

לאחר שעבר דרך החור הזה, "המדיום הרך - לתוך מים, מ-

מצייר ישר בחדר חשוך - משנה את הכיוון שלו,

G "ו-1 נשבר,

עקבות ליניארית. אבל תלבש את זה

מסלול הקורה הוא צנצנת מים, ותראה שהקרן, ברגע שהיא נמצאת במים, תשנה את כיוון שלה, או כמו שאומרים "תישבר" (איור 6).

לפיכך, ניתן להבחין בשבירה של קרני האור כאשר הן נכנסות לתווך אחר. אז בזמן שהקרניים נעות באוויר, הן ישרות. אבל ברגע שאמצעי אחר, כמו מים, נתקל בדרכם, האור נשבר.

קרן אור חווה את אותה שבירה כאשר היא עוברת דרך זכוכית מגדלת דו קמורה. במקביל, העדשה אוספת קרני אור
לאורה מחודדת צרה (זה, אגב, מסביר את העובדה שבעזרת זכוכית מגדלת, איסוף קרני אור לקורה צרה, אפשר להצית סיגריה, נייר וכו' בשמש).

אבל למה עדשה מגדילה את התמונה של עצם?

הנה למה. הסתכל בעין בלתי מזוינת על חפץ, כמו עלה של עץ. קרני אור משתקפות מהעלה ומתכנסות בעין שלך. כעת הנח עדשה דו קמורה בין העין לעלה. קרני האור העוברות דרך העדשה ישברו (איור 7). למרות זאת לעין האנושיתהם לא נראים שבורים. המתבונן עדיין מרגיש את ישרותן של קרני האור. נראה שהוא ממשיך אותם הלאה, מאחורי העדשה (ראה את הקווים המקווקוים באיור 7), והאובייקט הנצפה דרך העדשה הדו-קמורה נראה למתבונן מוגדל!

ובכן, מה יקרה אם קרני האור, במקום לפגוע בעינו של המתבונן, ימשיכו

נוסף? לאחר חצייה בנקודה אחת, הנקראת מוקד העדשה, הקרניים יתפצלו שוב. אם נציב מראה בדרכם, נראה בה תמונה מוגדלת של אותו יריעה (איור 8). עם זאת, זה יופיע לנו בצורה הפוכה. וזה די מובן. אחרי הכל, לאחר חצייה בנקודת המוקד של העדשה, קרני האור נעות הלאה באותו כיוון ליניארי. באופן טבעי

זה טבעי שבמקרה זה הקרניים מהחלק העליון של הסדין מופנות כלפי מטה, והקרניים המגיעות מבסיסה ישתקפו בחלק העליון של המראה.

תכונה זו של עדשה דו קמורה - היכולת לאסוף קרני אור בנקודה אחת - היא המשמשת במכשירי צילום.