Objektívy sú zvyčajne sférické alebo blízkena guľovitý povrch. Môžu byť konkávne, konvexné alebo ploché (polomer je nekonečný). Majú dva povrchy, ktorými prechádza svetlo. Môžu byť kombinované rôznymi spôsobmi, ktoré vytvárajú rôzne typy šošoviek (fotografia je uvedená ďalej v článku):
- Ak sú obidva povrchy konvexné (zakrivené smerom von), stredová časť je silnejšia ako okraje.
- Objektív s konvexnými a konkávnymi guľami sa nazýva meniskus.
- Objektív s jedným rovným povrchom sa nazýva plochý konkávny alebo plochý konvexný, v závislosti od povahy druhej sféry.
Ako určiť typ šošovky? Poďme sa tomu venovať podrobnejšie.
Zbieranie šošoviek: typy šošoviek
Bez ohľadu na kombináciu povrchov, ak súhrúbka v centrálnej časti je väčšia ako na okrajoch, hovorí sa im zhromažďovanie. Majte pozitívnu ohniskovú vzdialenosť. Existujú nasledujúce typy zberných šošoviek:
- plocho konvexné,
- bikonvexné,
- konkávne-konvexné (meniskus).
Nazývajú sa aj „pozitívne“.
Difúzne šošovky: typy šošoviek
Ak je ich hrúbka v strede tenšia ako na okrajoch, hovorí sa im rozptýlenie. Majte negatívnu ohniskovú vzdialenosť. Existujú tieto typy difúznych šošoviek:
- ploché konkávne,
- bikonkávny,
- konvexne-konkávne (meniskus).
Nazývajú sa aj „negatívne“.
Základné pojmy
Lúče z bodového zdroja sa líšia od jednéhobodov. Volajú sa parta. Keď lúč vstúpi do šošovky, každý lúč sa láme a mení jeho smer. Z tohto dôvodu môže lúč opustiť šošovku vo väčšej alebo menšej miere divergentne.
Niektoré typy optických šošoviek sa meniasmer lúčov tak, aby sa zbiehali v jednom bode. Ak je svetelný zdroj umiestnený aspoň na ohniskovej vzdialenosti, potom sa lúč lúča zbieha v bode minimálne v rovnakej vzdialenosti.
Reálne a imaginárne obrázky
Bodový svetelný zdroj sa nazýva skutočný objekt a bod konvergencie lúča lúčov vychádzajúcich z šošovky je jeho skutočným obrazom.
Je dôležitá skupina bodových zdrojov,rozložené na všeobecne rovnom povrchu. Príkladom je podsvietený vzor na matnom skle. Ďalším príkladom je filmový pás osvetlený zozadu, takže svetlo z neho prechádza objektívom, ktorý mnohokrát zväčšuje obraz na plochej obrazovke.
V týchto prípadoch sa hovorí o lietadle.Body v obrazovej rovine 1: 1 zodpovedajú bodom v rovine objektu. To isté platí pre geometrické tvary, aj keď výsledný obraz je možné obrátiť vo vzťahu k objektu zhora nadol alebo zľava doprava.
Konvergencia lúčov v jednom bode vytváraobraz je skutočný a nezrovnalosť je imaginárna. Ak je to na obrazovke zreteľne načrtnuté, je to skutočné. Ak je možné obraz pozorovať iba pri pohľade cez šošovku smerom k svetelnému zdroju, nazýva sa to imaginárny. Odraz v zrkadle je imaginárny. Obrázok, ktorý je možné vidieť aj ďalekohľadom. Ale projekcia objektívu fotoaparátu na film poskytuje skutočný obraz.
Ohnisková vzdialenosť
Zaostrenie objektívu možno zistiť jeho prechodomlúč rovnobežných lúčov. Bodom, v ktorom sa zbiehajú, bude jeho ohnisko F. Vzdialenosť od ohniska k objektívu sa nazýva jeho ohnisková vzdialenosť. Paralelné lúče je možné prechádzať z druhej strany a tak nájsť F z oboch strán. Každý objektív má dve F a dve Fs. Ak je v porovnaní s ohniskovými vzdialenosťami pomerne tenký, potom sú posledné približne rovnaké.
Divergencia a konvergencia
Pozitívna ohnisková vzdialenosťcharakterizujú sa zberné šošovky. Typy šošoviek tohto typu (plano-konvexné, bikonvexné, meniskus) znižujú lúče vychádzajúce z nich, viac ako predtým. Zhromažďovanie šošoviek môže vytvárať skutočné aj duchovné obrazy. Prvý sa vytvorí, iba ak vzdialenosť od objektívu k objektu prekročí ohniskovú vzdialenosť.
Negatívna ohnisková vzdialenosťcharakterizované sú difúzne šošovky. Typy šošoviek tohto typu (plano-konkávne, bikonkávne, meniskus) oddeľujú lúče viac, ako boli odlúčené pred dopadom na ich povrch. Difúzne šošovky vytvárajú duchovný obraz. Iba keď je konvergencia dopadajúcich lúčov významná (konvergujú niekde medzi šošovkou a ohniskovým bodom na opačnej strane), môžu sa generované lúče ešte zbiehať a vytvoriť skutočný obraz.
Dôležité rozdiely
Musíte byť veľmi opatrní, aby ste to rozlíšilikonvergencia alebo divergencia lúčov od konvergencie alebo divergencie šošovky. Objektívy a svetelné lúče sa nemusia zhodovať. Lúče spojené s objektom alebo obrazovým bodom sa nazývajú divergujúce, ak sa „rozptýlia“, a konvergujúce, ak sa „spoja“. V každom koaxiálnom optickom systéme je optickou osou dráha lúčov. Lúč sa pohybuje pozdĺž tejto osi bez akejkoľvek zmeny smeru v dôsledku lomu. Toto je v skutočnosti dobrá definícia optickej osi.
Lúč, ktorý sa vzďaľujeoptická os sa nazýva divergentná. A ten, ktorý sa k nej priblíži, sa nazýva konvergentný. Lúče rovnobežné s optickou osou majú nulovú konvergenciu alebo divergenciu. Keď teda hovoríme o konvergencii alebo divergencii jedného lúča, súvisí to s optickou osou.
Niektoré typy šošoviek, ktorých fyzika je takálúč sa odchyľuje vo väčšej miere od optickej osi, konverguje. V nich sa zbiehajúce lúče k sebe približujú ešte viac a rozchádzajúce sa menej vzďaľujú. Sú dokonca schopní, ak je ich sila dostatočná, urobiť lúč rovnobežným alebo dokonca konvergentným. Podobne môže difúzna šošovka ešte viac oddeľovať rozchádzajúce sa lúče a zbiehajúce sa lúče možno vytvárať rovnobežne alebo rozbiehavo.
Lupy
Objektív s dvoma konvexnými povrchmi je hrubší vstred ako okraje a dá sa použiť ako jednoduchá lupa alebo lupa. V takom prípade sa pozorovateľ pozrie cez ňu na imaginárny zväčšený obrázok. Objektív fotoaparátu však formuje skutočnú skutočnosť na filme alebo snímači, spravidla je zmenšený v porovnaní s objektom.
okuliare
Schopnosť šošovky meniť konvergenciu svetla sa nazýva jej sila. Vyjadruje sa v dioptriách D = 1 / f, kde f je ohnisková vzdialenosť v metroch.
Objektív so silou 5 dioptrií má f = 20 cm.Sú to dioptrie, ktoré oftalmológ indikuje pri vypísaní receptu na okuliare. Povedzme, že zaznamenal 5,2 dioptrií. Dielňa vezme z výroby hotový obrobok s 5 dioptriami a jednu plochu trochu prebrúsi, aby sa pridalo 0,2 dioptrií. Princíp spočíva v tom, že u tenkých šošoviek, v ktorých sú dve gule umiestnené blízko seba, sa dodržiava pravidlo, podľa ktorého sa ich celková sila rovná súčtu dioptrií každej z nich: D = D1 + D.2.
Galileova trúba
V čase Galilea (začiatok 17. storočia), okuliare vEurópe boli široko dostupné. Zvyčajne boli vyrobené v Holandsku a distribuované pouličnými predajcami. Galileo počul, že niekto v Holandsku vložil do trubice dva typy šošoviek, aby sa vzdialené objekty zdali väčšie. Na jednom konci tubusu použil konvergujúcu šošovku s dlhým zaostrením a na druhom konci krátky rozbiehajúci sa okulár. Ak je ohnisková vzdialenosť objektívu fo a okulár fe, potom by vzdialenosť medzi nimi mala byť fo-fe, a sila (uhlové zväčšenie) fo/ fe... Toto sa nazýva Galileova trubica.
Ďalekohľad má 5 alebo 6-násobné zväčšenie,porovnateľné s modernými ručnými ďalekohľadmi. To stačí na mnoho vzrušujúcich astronomických pozorovaní. Ľahko sú viditeľné mesačné krátery, štyri mesiace Jupitera, prstence Saturna, fázy Venuše, hmloviny a hviezdokopy a slabé hviezdy v Mliečnej ceste.
Keplerov ďalekohľad
Kepler sa o tom všetkom dopočul (spolu s Galileom viedlikorešpondencia) a zostrojil ďalší typ ďalekohľadu s dvoma zbernými šošovkami. Objektívom je ten, ktorý má veľkú ohniskovú vzdialenosť, a ten, ktorý má menšiu ohniskovú vzdialenosť, je okulár. Vzdialenosť medzi nimi je fo + fea uhlové zväčšenie je fo/ fe... Tento kepleriánsky (alebo astronomický)ďalekohľad vytvára obraz hore nohami, ale to nezáleží na hviezdach ani na mesiaci. Táto schéma poskytovala rovnomernejšie osvetlenie zorného poľa ako ďalekohľad Galileo a jej použitie bolo pohodlnejšie, pretože vám umožnilo držať oči v pevnej polohe a vidieť celé zorné pole od okraja k okraju. Zariadenie umožňovalo dosiahnuť väčšie zväčšenie ako tuba Galileo bez vážneho zhoršenia kvality.
Oba ďalekohľady trpia sférickou aberáciou,výsledkom sú obrazy, ktoré nie sú úplne zaostrené, a chromatická aberácia, ktorá vytvára farebné haló. Kepler (a Newton) verili, že tieto chyby nie je možné prekonať. Nepredpokladali, že sú možné achromatické typy šošoviek, ktorých fyzika bude známa až v 19. storočí.
Zrkadlové ďalekohľady
Gregory to navrhol ako šošovkypre ďalekohľady je možné použiť zrkadlá, pretože nemajú farebný okraj. Newton využil túto myšlienku a z konkávneho postriebreného zrkadla a pozitívneho okuláru vytvoril newtonovský ďalekohľad. Vzorku odovzdal Kráľovskej spoločnosti, kde je dodnes.
Môže premietať ďalekohľad s jedným objektívomobraz na obrazovke alebo film. Správne zväčšenie vyžaduje pozitívny objektív s dlhou ohniskovou vzdialenosťou, napríklad 0,5 m, 1 m alebo veľa metrov. Toto usporiadanie sa často používa v astronomickej fotografii. Pre ľudí, ktorí nie sú oboznámení s optikou, sa môže javiť paradoxné, keď slabší objektív s dlhým ohniskom poskytuje väčšie zväčšenie.
Gule
Bolo navrhnuté, že staríkultúry mohli mať ďalekohľady, pretože vyrábali malé sklenené gule. Problém je v tom, že nie je známe, na čo sa používali, a určite by nemohli tvoriť základ dobrého ďalekohľadu. Guľky sa dali použiť na zväčšenie malých predmetov, ale kvalita bola ťažko uspokojivá.
Ohnisková vzdialenosť dokonalej sklenenej guleveľmi krátky a vytvára skutočný obraz veľmi blízko gule. Okrem toho sú významné aberácie (geometrické skreslenia). Problém spočíva vo vzdialenosti medzi dvoma povrchmi.
Ak však urobíte hlboký rovníkdrážka blokujúca lúče, ktoré spôsobujú chyby obrazu, prechádza z veľmi priemernej lupy do krásnej. Toto rozhodnutie sa pripisuje Coddingtonovi a jeho lupu s menom si dnes môžeme kúpiť vo forme malých ručných lupičiek na skúmanie veľmi malých predmetov. Neexistujú však dôkazy, že by sa tak stalo pred 19. storočím.
