Plonieji lęšiai
Plonieji lęšiai nukreipia spindulius dėl lūžio. Spindulių diagrama pirmiausia parodo geometriją, o plonojo lęšio lygtis paverčia ją vaizdo nuotoliu ir didinimu, jei ženklų konvencija taikoma nuosekliai.
Glaudžiamieji ir sklaidomieji lęšiai
Glaudžiamasis lęšis čia turi teigiamą židinio nuotolį ir lygiagrečius spindulius sutelkia realiame židinyje. Sklaidomasis lęšis turi neigiamą f ir priverčia spindulius atrodyti sklindančius iš židinio objekto pusėje.
Plonojo lęšio lygtis remiasi paraksialine artinimo sąlyga: lęšio storis laikomas mažu, palyginti su objekto ir atvaizdo nuotoliais, o nagrinėjami spinduliai su optine ašimi sudaro mažus kampus. Didinimas m=-di/do parodo ne tik dydžio pokytį, bet ir atvaizdo orientaciją. Glaudžiamasis lęšis objektui už židinio gali sudaryti tikrą atvaizdą, o objektui židinio viduje — menamą. Tikri lęšiai turi sferinę ir chromatinę aberacijas: kraštiniai spinduliai bei skirtingi bangos ilgiai nefokusuojami visiškai tame pačiame taške, todėl formulė yra tikslus idealizuoto modelio, o ne kiekvienos optinės sistemos aprašas.
Trys pagrindiniai spinduliai
Glaudžiamajam lęšiui lygiagretus spindulys po lūžio eina per tolimą židinį, per artimą židinį einantis spindulys išeina lygiagrečiai, o per optinį centrą einantis spindulys idealiame modelyje beveik nenukrypsta. Dviejų gerai parinktų spindulių pakanka vaizdui rasti.
Plonojo lęšio lygtis ir didinimas
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ · m = −dᵢ/dₒ
1/f=1/dₒ+1/dᵢ ir m=hᵢ/hₒ=−dᵢ/dₒ. Teigiamas dᵢ reiškia realų vaizdą, neigiamas — menamą. Neigiamas m reiškia apverstą, teigiamas — stačią orientaciją.
Plonojo lęšio skaičiuotuvas
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ · m = −dᵢ/dₒ
Objekto padėtis keičia vaizdo tipą
Glaudžiamasis lęšis, kai objektas už židinio, gali sudaryti realų apverstą vaizdą; kai objektas židinio viduje — menamą, stačią ir padidintą. Sklaidomasis lęšis realiam objektui sudaro menamą, stačią ir sumažintą vaizdą.
Prieš skaičiuojant numatykite vaizdą iš diagramos
Prieš įstatydami skaičius nubrėžkite bent du pagrindinius spindulius ir numatykite vaizdo pobūdį. Lygties ženklai turi sutapti su geometrija. Modelis neapima lęšio storio ir aberacijų.
Ženklų konvencija yra modelio dalis, o ne atskiras triukas. Patikimiausia pirmiausia iš spindulių diagramos numatyti vaizdo vietą ir pobūdį, tada tikrinti, ar dᵢ ir m ženklai tai patvirtina. Tikruose lęšiuose storis, sferinė ir chromatinė aberacija gali pakeisti vaizdo vietą, todėl paprasta lygtis yra aiškiai apibrėžtas artinys.
Išspręsti pavyzdžiai
1. Realus glaudžiamojo lęšio vaizdas
Sprendimas. f=+10 cm, dₒ=30 cm: dᵢ=+15 cm, m=−0,50.
2. Objektas židinio viduje
Sprendimas. f=+10 cm, dₒ=5,0 cm: dᵢ=−10 cm, m=+2.
3. Sklaidomasis lęšis
Sprendimas. f=−12 cm, dₒ=+24 cm: dᵢ=−8,0 cm, menamas vaizdas objekto pusėje.