렌즈는 일반적으로 구형이거나 가깝습니다.구형 표면으로. 오목, 볼록 또는 평평할 수 있습니다(반지름은 무한대). 그들은 빛이 통과하는 두 개의 표면을 가지고 있습니다. 그들은 다른 유형의 렌즈를 형성하는 다른 방식으로 결합 될 수 있습니다 (사진은 기사 뒷부분에 나와 있습니다).
- 양쪽 표면이 볼록한 경우(바깥쪽으로 구부러진 경우) 중앙 부분이 가장자리보다 두껍습니다.
- 볼록한 구와 오목한 구를 가진 렌즈를 메니스커스라고 합니다.
- 하나의 평평한 표면을 가진 렌즈는 다른 구의 특성에 따라 평면 오목 또는 평면 볼록이라고 합니다.
렌즈 유형을 결정하는 방법은 무엇입니까? 이에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.
렌즈 수집: 렌즈의 종류
표면의 조합에 관계없이중앙 부분의 두께가 가장자리보다 두껍고 수집이라고합니다. 양의 초점 거리를 갖습니다. 수집 렌즈에는 다음과 같은 유형이 있습니다.
- 평면 볼록,
- 양면 볼록,
- 오목-볼록(반월판).
그들은 또한 "긍정적"이라고 불립니다.
확산 렌즈: 렌즈의 종류
중앙의 두께가 가장자리보다 얇으면 산란이라고 합니다. 음의 초점 거리를 갖습니다. 다음과 같은 유형의 확산 렌즈가 있습니다.
- 평면 오목,
- 양면 오목,
- 볼록-오목(반월판).
그들은 또한 "부정적"이라고 불립니다.
기본 개념
점 소스의 빔은 하나에서 발산합니다.포인트들. 그들은 무리라고합니다. 광선이 렌즈에 들어갈 때 각 광선은 굴절되어 방향을 바꿉니다. 이러한 이유로 빔은 렌즈를 벗어나 더 크거나 더 적게 발산할 수 있습니다.
일부 유형의 광학 렌즈 변경광선의 방향이 한 점으로 수렴하도록 합니다. 광원이 적어도 초점 거리에 있으면 빔은 적어도 같은 거리에 있는 한 지점에서 수렴합니다.
실제 이미지와 가상 이미지
점광원을 실물체라고 하며, 렌즈에서 나오는 광선의 수렴점이 그 실상입니다.
포인트 소스의 배열이 중요합니다.일반적으로 평평한 표면에 분포합니다. 예를 들어 젖빛 유리의 백라이트 패턴이 있습니다. 또 다른 예로는 필름 스트립이 있습니다. 이 필름 스트립은 평면 스크린의 이미지를 여러 번 확대하는 렌즈를 통해 빛이 통과하도록 뒤에서 조명합니다.
이 경우 비행기에 대해 이야기합니다.1:1 이미지 평면의 점은 물체 평면의 점에 해당합니다. 결과 이미지가 개체와 관련하여 위에서 아래로 또는 왼쪽에서 오른쪽으로 반전될 수 있지만 기하학적 모양에도 동일하게 적용됩니다.
한 지점에서 광선의 수렴은 다음을 생성합니다.이미지는 실제이고 불일치는 가상입니다. 화면에 명확하게 윤곽이 표시되면 실제입니다. 렌즈를 통해 광원을 바라보는 것만으로 이미지를 관찰할 수 있는 경우를 상상이라고 합니다. 거울에 비친 모습은 상상입니다. 망원경으로 볼 수 있는 사진도 마찬가지입니다. 그러나 카메라 렌즈를 필름에 투영하면 실제 이미지가 나타납니다.
초점 거리
렌즈를 통과하면 렌즈의 초점을 찾을 수 있습니다.평행 광선의 광선. 그들이 수렴하는 점은 초점 F가 될 것입니다. 초점에서 렌즈까지의 거리를 초점 거리라고 합니다. 평행 광선은 다른 쪽에서 통과할 수 있으므로 양쪽에서 F를 찾을 수 있습니다. 각 렌즈에는 두 개의 F와 두 개의 F가 있습니다. 초점 거리에 비해 상대적으로 얇다면 후자는 거의 같습니다.
발산 및 수렴
양의 초점 거리렌즈를 수집하는 것이 특징입니다. 이 유형의 렌즈 유형(평면 볼록, 양면 볼록, 반월상 연골)은 이전보다 감소된 광선을 더 많이 감소시킵니다. 렌즈를 수집하면 실제 이미지와 유령 이미지가 모두 형성될 수 있습니다. 첫 번째는 렌즈에서 물체까지의 거리가 초점 거리를 초과하는 경우에만 형성됩니다.
음의 초점 거리확산 렌즈가 특징입니다. 이 유형의 렌즈 유형(평면 오목, 양면 오목, 메니스커스)은 표면에 닿기 전에 분리된 것보다 광선을 더 많이 분리합니다. 확산 렌즈는 고스트 이미지를 만듭니다. 생성된 광선이 실제 이미지를 형성하기 위해 여전히 수렴할 수 있는 것은 입사 광선의 수렴이 중요할 때(렌즈와 반대쪽의 초점 사이 어딘가에 수렴됨)입니다.
중요한 차이점
매우 조심스럽게 구별해야합니다렌즈의 수렴 또는 발산에서 광선의 수렴 또는 발산. 렌즈와 광선이 일치하지 않을 수 있습니다. 물체 또는 이미지 점과 관련된 광선은 "산란"이면 발산하고 "함께 모이면" 수렴합니다. 모든 동축 광학 시스템에서 광축은 빔의 경로입니다. 빔은 굴절로 인한 방향 변경 없이 이 축을 따라 이동합니다. 사실 이것은 광축에 대한 좋은 정의입니다.
에서 멀어지는 광선광축을 발산이라고 합니다. 그리고 그녀에게 더 가까워지는 것을 수렴이라고합니다. 광축에 평행한 빔은 수렴 또는 발산이 0입니다. 따라서 한 광선의 수렴 또는 발산을 말할 때 광축과 관련이 있습니다.
물리학이 다음과 같은 일부 유형의 렌즈빔은 광축으로 더 많이 벗어나 수렴됩니다. 그들에서 수렴 광선은 서로 더 많이 접근하고 발산 광선은 덜 움직입니다. 그들은 강도가 충분하다면 빔을 평행하게 만들거나 심지어 수렴시킬 수도 있습니다. 유사하게, 확산 렌즈는 발산하는 광선을 훨씬 더 분리할 수 있고 수렴하는 광선은 평행하거나 발산할 수 있습니다.
돋보기
두 개의 볼록면이 있는 렌즈는 더 두껍습니다.가장자리보다 중앙에 위치하여 간단한 돋보기나 확대경으로 사용할 수 있습니다. 이 경우 관찰자는 그것을 통해 상상의 확대된 이미지를 봅니다. 그러나 카메라 렌즈는 필름이나 센서에 실제를 형성하고, 일반적으로 물체에 비해 크기가 축소됩니다.
안경
빛의 수렴을 바꾸는 렌즈의 능력을 강도라고 합니다. 디옵터 D = 1 / f로 표시되며, 여기서 f는 초점 거리(미터)입니다.
5디옵터의 도수를 가진 렌즈는 f = 20cm입니다.검안사가 안경 처방전을 작성할 때 표시하는 디옵터입니다. 그가 5.2 디옵터를 기록했다고 가정해 봅시다. 워크샵은 공장에서 완성된 5디옵터 공작물을 가져와서 한 표면을 약간 갈아서 0.2디옵터를 추가합니다. 원리는 두 구가 서로 가깝게 위치한 얇은 렌즈의 경우 총 강도가 각각의 디옵터의 합과 같은 규칙이 관찰된다는 것입니다. D = D1 + 디2.
갈릴레오의 트럼펫
갈릴레오 시대(17세기 초)에 안경은유럽은 널리 이용 가능했습니다. 그들은 일반적으로 네덜란드에서 만들어졌으며 노점상이 배포했습니다. 갈릴레오는 네덜란드의 누군가가 두 종류의 렌즈를 튜브에 넣어 멀리 있는 물체를 더 크게 보이게 했다고 들었습니다. 그는 관의 한쪽 끝에 장초점 수렴 렌즈를 사용하고 다른 쪽 끝에 단초점 발산 접안렌즈를 사용했습니다. 렌즈의 초점 거리가 f인 경우약 그리고 접안렌즈 f전자, 그들 사이의 거리는 f약-NS전자, 그리고 힘(각배율) f약/ NS전자... 이것을 갈릴레오관이라고 합니다.
망원경은 배율이 5~6배,현대의 휴대용 쌍안경과 비교할 수 있습니다. 이것은 많은 흥미로운 천체 관측에 충분합니다. 달의 분화구, 목성의 네 개의 위성, 토성의 고리, 금성의 위상, 성운과 성단, 우리은하의 희미한 별들을 쉽게 볼 수 있습니다.
케플러의 망원경
케플러는 이 모든 것에 대해 들었습니다(그와 갈릴레오는서신) 두 개의 집광 렌즈가 있는 또 다른 유형의 망원경을 만들었습니다. 초점거리가 긴 것이 대물렌즈이고 초점거리가 작은 것이 접안렌즈입니다. 그들 사이의 거리는 f약 + 에프전자, 그리고 각 배율은 f약/ NS전자... 이 케플러식(또는 천문학적)망원경은 거꾸로 된 이미지를 생성하지만 별이나 달은 중요하지 않습니다. 이 방식은 갈릴레오 망원경보다 시야에 더 균일한 조명을 제공했으며 눈을 고정된 위치에 유지하고 전체 시야를 가장자리에서 가장자리까지 볼 수 있기 때문에 사용하기 더 편리했습니다. 이 장치는 품질의 심각한 저하 없이 갈릴레오 튜브보다 더 높은 배율을 달성할 수 있게 했습니다.
두 망원경 모두 구면 수차를 겪고 있습니다.결과적으로 이미지의 초점이 완전히 맞지 않고 색수차가 발생하여 색상 후광이 발생합니다. Kepler(및 Newton)는 이러한 결함을 극복하는 것이 불가능하다고 믿었습니다. 그들은 무채색 유형의 렌즈가 가능하다고 가정하지 않았으며, 그 물리학은 19세기에야 알려지게 되었습니다.
거울 망원경
Gregory는 렌즈로 제안했습니다.거울은 색 테두리가 없기 때문에 망원경에 사용할 수 있습니다. Newton은 이 아이디어를 이용하여 오목한 은도금 거울과 양의 접안렌즈로 Newtonian 망원경을 만들었습니다. 그는 샘플을 왕립 학회에 주었고 오늘날까지 그곳에 있습니다.
단렌즈 망원경으로 투사 가능스크린이나 필름에 있는 이미지. 적절한 배율은 0.5m, 1m 또는 수 미터와 같이 초점 거리가 긴 포지티브 렌즈가 필요합니다. 이 배열은 천체 사진에 자주 사용됩니다. 광학에 익숙하지 않은 사람들은 약한 장초점 렌즈가 더 많은 배율을 제공할 때 역설적이라고 생각할 수 있습니다.
분야
고대인이라고 제안되었다.문화는 작은 유리 공을 만들었기 때문에 망원경을 가지고 있었을 것입니다. 문제는 그것들이 무엇에 사용되었는지 알 수 없고 확실히 좋은 망원경의 기초를 형성할 수 없다는 것입니다. 공은 작은 물체를 확대하는 데 사용할 수 있지만 품질은 거의 만족스럽지 않았습니다.
완벽한 유리구의 초점 거리매우 짧고 구에 매우 가까운 실제 이미지를 형성합니다. 또한 수차(기하학적 왜곡)가 상당합니다. 문제는 두 표면 사이의 거리에 있습니다.
그러나 깊은 적도를 그리면이미지 결점의 원인이 되는 광선을 차단하는 홈으로 아주 평범한 돋보기에서 아름다운 돋보기로 변신합니다. 이 결정은 Coddington에 기인하며 그의 이름 돋보기는 오늘날 매우 작은 물체를 검사하기 위한 소형 휴대용 돋보기 형태로 구입할 수 있습니다. 그러나 이것이 19세기 이전에 이루어졌다는 증거는 없습니다.
