Inhoud
- Lenzen en vergrotingsfysica
- De dunne lensvergelijking en de vergrotingsverhouding
- Het menselijk oog
- Vergroting Calculator
Lenzen, zowel biologisch als synthetisch, zijn wonderen van optische fysica die gebruik maken van het vermogen van bepaalde media om lichtstralen te breken of te buigen. Ze komen in twee basisvormen: convex of naar buiten gebogen en concaaf of naar binnen gebogen. Een van hun belangrijkste doelen is om afbeeldingen te vergroten of groter te laten lijken dan ze in werkelijkheid zijn.
Lenzen zijn te vinden in telescopen, microscopen, verrekijkers en andere optische instrumenten, samen met in uw eigen oog. Wetenschappers en studenten hebben een aantal eenvoudige algebraïsche vergelijkingen tot hun beschikking om de fysieke afmetingen en vorm van een lens te relateren aan de effecten ervan op de lichtstralen die erdoorheen gaan.
Lenzen en vergrotingsfysica
De meeste "kunstmatige" lenzen zijn gemaakt van glas. De reden dat lenzen licht breken is dat wanneer lichtstralen van een bewegen medium (bijvoorbeeld lucht, water of ander fysiek materiaal) in een ander, verandert hun snelheid heel licht en veranderen de stralen als gevolg daarvan.
Wanneer lichtstralen een dubbele bolle lens binnenkomen (dat wil zeggen een lens die vanaf de zijkant op een afgeplat ovaal lijkt) in een richting loodrecht op het lensoppervlak, worden de stralen die zich het dichtst bij elke rand bevinden scherp afgebogen naar het midden, eerst bij binnenkomst van de lens en opnieuw bij vertrek. Degenen die dichter bij het midden zijn, worden minder gebogen en degenen die loodrecht door het midden gaan, worden helemaal niet gebroken. Het resultaat is dat al deze stralen samenkomen op a brandpunt (F) een afstand f vanuit het midden van de lens.
De dunne lensvergelijking en de vergrotingsverhouding
Beelden geproduceerd door lenzen en spiegels kunnen beide zijn echt (d.w.z. projecteerbaar op een scherm) of virtueel (d.w.z. niet projecteerbaar). Volgens afspraak zijn de waarden van afstanden van echte afbeeldingen (ik) van de lens zijn positief, terwijl die van virtuele beelden negatief zijn. De afstand van het object zelf tot de lens (O) is altijd positief.
Bolle (convergerende) lenzen produceren echte beelden en worden geassocieerd met een positieve waarde van f, terwijl concave (divergerende) lenzen virtuele afbeeldingen produceren en worden geassocieerd met een negatieve waarde van f.
De brandpuntsafstand f, objectafstand O en beeldafstand ik zijn gerelateerd door de dunne lensvergelijking:
Frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}Terwijl de vergrotingsformule of vergrotingsverhouding (m) relateert de hoogte van het door de lens geproduceerde beeld aan de hoogte van het object:
m = frac {-i} {o}Onthouden, ik is negatief voor virtuele afbeeldingen.
Het menselijk oog
De lenzen van uw ogen werken als convergerende lenzen.
Zoals je kon voorspellen op basis van wat je al hebt gelezen, zijn je ooglenzen aan beide kanten convex. Zonder dat uw lenzen zowel convex als flexibel zijn, zou licht dat in uw ogen valt, veel hectischer door uw hersenen worden geïnterpreteerd dan het in werkelijkheid is, en mensen zouden verschrikkelijke moeite hebben om over de wereld te navigeren (en zouden waarschijnlijk niet hebben overleefd om op internet te surfen voor de wetenschap informatie).
Licht komt eerst het oog binnen via het hoornvlies, de uitpuilende buitenlaag van de voorkant van de oogbol. Het gaat dan door de pupil, waarvan de diameter kan worden geregeld door kleine spieren. De lens bevindt zich achter de pupil. Het deel van het oog waarop het beeld wordt gevormd, dat zich aan de binnenkant van het onderste achterste gedeelte van de oogbol bevindt, wordt het netvlies. Visuele informatie wordt via de optische zenuwen van het netvlies doorgegeven aan de hersenen.
Vergroting Calculator
Je kunt websites vinden om je te helpen met sommige van deze problemen als je eenmaal vertrouwd bent geraakt met de basisfysica door er zelf een paar door te werken. Het belangrijkste idee is om te begrijpen hoe de verschillende componenten van de lensvergelijking zich tot elkaar verhouden en waarom veranderingen in de variabelen de echte effecten produceren die ze doen.
Een voorbeeld van een dergelijke online tool wordt gegeven in de bronnen.