Lensler tipik olarak küresel veya yakındırküresel bir yüzeye. İçbükey, dışbükey veya düz olabilirler (yarıçap sonsuzluğa eşittir). Işığın içinden geçtiği iki yüzeye sahip. Farklı mercek tipleri oluşturarak farklı şekillerde birleştirilebilirler (fotoğraf daha sonra makalede verilmiştir):
- Her iki yüzey de dışbükeyse (dışa doğru bükülmüşse), orta kısım kenarlardan daha kalındır.
- Dışbükey ve içbükey küreli bir mercek menisküs olarak adlandırılır.
- Bir düz yüzeye sahip olan bir mercek diğer kürenin doğasına bağlı olarak düz içbükey veya düz dışbükey olarak adlandırılır.
Lens tipi nasıl belirlenir? Bunun üzerinde daha ayrıntılı duralım.
Objektif toplama: objektif tipleri
Независимо от сочетания поверхностей, если их orta kısımdaki kalınlık kenarlardan daha büyüktür, buna toplama denir. Pozitif odak uzaklığı var. Aşağıdaki toplama mercekleri vardır:
- düz dışbükey
- bikonveks
- içbükey dışbükey (menisküs).
Ayrıca "pozitif" olarak da adlandırılırlar.
Difüzyon lensleri: lens türleri
Merkezdeki kalınlıkları kenarlardan daha ince ise saçılma denir. Negatif bir odak uzaklığına sahip olun. Bu tür difüzör lensler vardır:
- düz içbükey,
- çift içbükey
- dışbükey içbükey (menisküs).
Ayrıca "negatif" olarak da adlandırılırlar.
Temel konseptler
Bir nokta kaynağından gelen ışınlar birpuan. Bunlara demet denir. Işın lense girdiğinde, her bir ışın kırılarak yönünü değiştirir. Bu nedenle, ışın, merceğin büyük veya küçük ölçüde farklı bir şekilde çıkmasına neden olabilir.
Bazı optik lens türleri değişirışınların yönü, böylece bir noktada birleşirler. Işık kaynağı en azından odak uzunluğunda bulunuyorsa, ışın en azından aynı mesafedeki bir noktada birleşir.
Gerçek ve hayali görüntüler
Nokta ışık kaynağına gerçek nesne denir ve bir mercekten çıkan ışın demetinin yakınsama noktası onun gerçek bir görüntüsüdür.
Bir dizi nokta kaynağı önemlidir,genellikle düz bir yüzeye dağılmıştır. Buzlu cam üzerindeki arkadan aydınlatmalı desen buna bir örnektir. Diğer bir örnek, arkadan aydınlatılan bir film şerididir, böylece ondan gelen ışık, düz bir ekrandaki bir görüntüyü birçok kez büyüten bir merceğin içinden geçer.
Bu durumlarda uçaktan söz edilir.1: 1 görüntü düzlemindeki noktalar, nesne düzlemindeki noktalara karşılık gelir. Aynısı geometrik şekiller için de geçerlidir, ancak ortaya çıkan görüntü nesneye göre yukarıdan aşağıya veya soldan sağa ters çevrilebilir.
Bir noktada ışınların yakınsaması,görüntü gerçektir ve tutarsızlık hayalidir. Ekranda açıkça belirtildiği zaman, gerçektir. Görüntü yalnızca mercekten ışık kaynağına doğru bakılarak izlenebiliyorsa buna hayali denir. Aynadaki yansıma hayalidir. Teleskopla görülebilen resim de öyle. Ancak kamera merceğinin filme yansıması gerçek görüntüyü verir.
Odak uzaklığı
Lensin odağı, içinden geçerek bulunabilir.paralel ışın demeti. Yakınsadıkları nokta odak noktası F olacaktır. Odak noktasından lense olan uzaklığa odak uzunluğu denir. Paralel ışınlar diğer taraftan geçirilebilir ve böylece her iki taraftan da F'yi bulabilir. Her lensin iki F'si ve iki F'si vardır. Odak uzunluklarına kıyasla nispeten ince ise, ikincisi yaklaşık olarak eşittir.
Iraksama ve yakınsama
Pozitif odak uzaklığıtoplama lensleri karakterizedir. Bu tip lens türleri (plano-dışbükey, bikonveks, menisküs), onlardan çıkan ışınları daha önce azaldığından daha fazla azaltır. Toplama lensleri hem gerçek hem de hayalet görüntüler oluşturabilir. Birincisi, yalnızca mercekten nesneye olan mesafe odak uzunluğunu aşarsa oluşturulur.
Negatif odak uzaklığıyaygın lensler karakterizedir. Bu tür mercek türleri (plano-içbükey, çift içbükey, menisküs) yüzeylerine çarpmadan önce ışınları ayrıldığından daha fazla ayırır. Difüzyon lensleri hayalet bir görüntü oluşturur. Sadece gelen ışınların yakınsaması önemli olduğunda (lens ile karşı taraftaki odak noktası arasında bir yerde birleşirler), üretilen ışınlar gerçek görüntüyü oluşturmak için hala birleşebilir.
Önemli farklılıklar
Ayırt etmek için çok dikkatli olmalısınlensin yakınsaması veya ıraksaması nedeniyle ışınların yakınsaması veya ıraksaması Lensler ve ışık huzmeleri eşleşmeyebilir. Bir nesne veya görüntü noktası ile ilişkili ışınlar, "dağılırlarsa" uzaklaşır ve "bir araya gelirlerse" birleşirler. Herhangi bir koaksiyel optik sistemde, optik eksen, ışınların yoludur. Işın, kırılma nedeniyle herhangi bir yön değişikliği olmaksızın bu eksen boyunca hareket eder. Aslında bu, optik eksenin iyi bir tanımıdır.
Uzaklaşan bir ışınoptik eksene ıraksak denir. Ve ona yaklaşana yakınsak denir. Optik eksene paralel kirişler sıfır yakınsama veya ıraksamaya sahiptir. Bu nedenle, bir ışının yakınsaması veya ıraksaması hakkında konuşurken, optik eksenle ilgilidir.
Fiziği öyle olan bazı lens türleriışın, optik eksene göre daha büyük ölçüde sapıyor, yakınsıyor. İçlerinde birleşen ışınlar birbirine daha da yaklaşır ve uzaklaşanlar daha az uzaklaşır. Güçleri bunun için yeterliyse, ışını paralel veya hatta yakınsak hale getirebilirler. Benzer şekilde, yayılan bir mercek, uzaklaşan ışınları daha da ayırabilir ve yakınsak olanlar paralel veya uzaklaşan yapılabilir.
Büyüteçler
İki dışbükey yüzeye sahip bir lens daha kalındırkenarlardan daha merkezi ve basit bir büyüteç veya büyüteç olarak kullanılabilir. Bu durumda, gözlemci hayali, büyütülmüş bir görüntüye bakar. Bununla birlikte, kamera merceği, bir kural olarak, nesneye kıyasla boyut olarak küçültülmüş, film veya sensör üzerinde gerçek olanı oluşturur.
gözlük
Bir merceğin ışığın yakınsamasını değiştirme yeteneğine gücü denir. D = 1 / f diyoptri cinsinden ifade edilir, burada f metre cinsinden odak uzaklığıdır.
5 diyoptri gücüne sahip bir lensin f = 20 cm'si vardır.Göz doktorunun gözlük reçetesi yazarken belirttiği diyoptri. Diyelim ki 5.2 diyoptri kaydetti. Atölye, fabrikadan bitmiş 5 diyoptri iş parçasını alacak ve 0,2 diyoptri eklemek için bir yüzeyi biraz taşlayacak. İlke, iki kürenin birbirine yakın yerleştirildiği ince lensler için, toplam güçlerinin her birinin diyoptri toplamına eşit olduğu kuralın gözlemlenmesidir: D = D1 + D2.
Galileo'nun trompet
Galileo döneminde (17. yüzyılın başlarında),Avrupa yaygın olarak bulunabiliyordu. Genellikle Hollanda'da yapılırlar ve sokak satıcıları tarafından dağıtılırlar. Galileo, Hollanda'daki birinin uzaktaki nesnelerin daha büyük görünmesini sağlamak için bir tüpe iki tür lens koyduğunu duydu. Tüpün bir ucunda uzun odak yakınsayan bir lens ve diğer ucunda kısa odak uzaklaşan bir mercek kullandı. Lensin odak uzaklığı f iseyaklaşık ve mercek fe, o zaman aralarındaki mesafe f olmalıdıryaklaşık-feve kuvvet (açısal büyütme) fyaklaşık/ fe... Buna Galileo tüpü denir.
Teleskopun 5 veya 6 kat büyütmesi vardır,modern el dürbünleriyle karşılaştırılabilir. Bu, birçok heyecan verici astronomik gözlem için yeterlidir. Ay kraterleri, Jüpiter'in dört uydusu, Satürn'ün halkaları, Venüs'ün evreleri, bulutsular ve yıldız kümeleri ve Samanyolu'ndaki sönük yıldızlar kolaylıkla görülebilir.
Kepler'in teleskopu
Kepler bütün bunları duydu (o ve Galileoyazışma) ve iki toplayıcı mercekli başka bir teleskop türü inşa etti. Odak uzaklığı uzun olan objektif, odak uzaklığı daha küçük olan ise göz merceğidir. Aralarındaki mesafe fyaklaşık + fe, ve açısal büyütme fyaklaşık/ fe... Bu Kepler (veya astronomik)teleskop ters bir görüntü oluşturur, ancak yıldızlar veya ay için fark etmez. Bu şema, Galileo teleskopundan daha düzgün bir görüş alanı aydınlatması sağladı ve gözlerinizi sabit bir konumda tutmanıza ve tüm görüş alanını kenardan kenara görmenize izin verdiği için kullanımı daha uygun oldu. Cihaz, kalitede ciddi bir bozulma olmaksızın bir Galileo tüpünden daha yüksek bir büyütme elde edilmesini sağladı.
Her iki teleskop da küresel sapmadan muzdariptir,görüntülerin tam olarak odaklanmamasına ve renk sapmalarının renk haleleri oluşturmasına neden olur. Kepler (ve Newton) bu kusurların üstesinden gelmenin imkansız olduğuna inanıyordu. Fiziği yalnızca 19. yüzyılda bilinecek olan akromatik lens türlerinin mümkün olduğunu varsaymadılar.
Ayna teleskoplar
Gregory lens olarak önerdiaynalar, renkli bir kenarlıkları olmadığı için teleskoplar için kullanılabilir. Newton bu fikirden yararlandı ve içbükey gümüş kaplama bir ayna ve pozitif bir mercekten bir Newton teleskopu yarattı. Örneği Kraliyet Cemiyeti'ne verdi, bu güne kadar burada.
Tek lensli bir teleskop projeksiyon yapabilirekrandaki veya filmdeki görüntü. Doğru büyütme, örneğin 0,5 m, 1 m veya birçok metre gibi uzun bir odak uzaklığına sahip pozitif bir lens gerektirir. Bu düzenleme genellikle astronomik fotoğrafçılıkta kullanılır. Optiklere aşina olmayan kişiler, daha zayıf bir uzun odaklı lens daha yüksek bir büyütme sağladığında bunu çelişkili bulabilir.
Küreler
Eskilerin önerdiğikültürlerin teleskopları küçük cam toplar yaptıkları için olmuş olabilir. Sorun şu ki, ne amaçla kullanıldıkları bilinmiyor ve kesinlikle iyi bir teleskopun temelini oluşturamadılar. Toplar küçük nesneleri büyütmek için kullanılabilirdi, ancak kalitesi pek tatmin edici değildi.
Mükemmel bir cam kürenin odak uzaklığıçok kısadır ve küreye çok yakın gerçek bir görüntü oluşturur. Ek olarak, sapmalar (geometrik bozulmalar) önemlidir. Sorun, iki yüzey arasındaki mesafede yatmaktadır.
Ancak derin bir ekvator yaparsanızgörüntü kusurlarına neden olan ışınları engellemek için oluk, çok vasat bir büyüteçten güzel bir büyüteç haline gelir. Bu karar Coddington'a atfedilir ve onun isim büyütücüsü bugün çok küçük nesneleri incelemek için küçük el büyüteçleri şeklinde satın alınabilir. Ancak bunun 19. yüzyıldan önce yapıldığına dair hiçbir kanıt yoktur.
