Εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού με χρήση της μεθόδου u-v
Μια οπτική συσκευή που χρησιμοποιείται για την απόκλιση ή τη σύγκλιση ακτίνων είναι γνωστή ως φακός. Υπάρχουν δύο τύποι φακών:ο κυρτός και ο κοίλος φακός. Ένας τύπος φακού που χρησιμοποιείται για την απόκλιση της δέσμης φωτός που προσπίπτει σε αυτόν είναι γνωστός ως αποκλίνων φακός ή κοίλος φακός. Αυτός ο φακός βοηθά στη δημιουργία μιας εικονικής εικόνας στην αντίθετη πλευρά της ανακλώσας επιφάνειας. Οι εικόνες που σχηματίζονται από κοίλους φακούς είναι εικονικές, όρθιες και μειωμένες. Χρησιμοποιούμε κοίλους φακούς για τη διόρθωση της οφθαλμικής νόσου που είναι γνωστή ως μυωπία (μυωπία). Βοηθά στην εστίαση της δέσμης φωτός στον αμφιβληστροειδή αποκλίνοντας το φως προτού εστιαστούν στον φακό του ματιού.
Από την άλλη πλευρά, ο φακός που συγκλίνει το φως που προσπίπτει πάνω του είναι γνωστός ως συγκλίνοντας φακός ή κυρτός φακός. Αυτοί οι φακοί συγκλίνουν την προσπίπτουσα ακτίνα προς τον κύριο άξονα. Ο κυρτός φακός χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της υπερμετρωπίας (υπερμετρωπίας). Αυτός ο φακός αντανακλά τη δέσμη φωτός πριν εισέλθει στο μάτι και επομένως, μειώνει την απόσταση της εικόνας που σχηματίζεται. Η εικόνα που σχηματίζεται από έναν κυρτό φακό είναι πραγματική, ανεστραμμένη και μικρότερη σε μέγεθος από το αντικείμενο όταν το αντικείμενο είναι στο επίκεντρο. Άλλες εφαρμογές των κυρτών φακών χρησιμοποιούνται σε προβολείς, φωτογραφικές μηχανές, απλά τηλεσκόπια, μεγεθυντικό φακό κ.λπ. Τώρα θα μάθουμε περισσότερα για τους κυρτούς φακούς προκειμένου να βρούμε την εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού με διάφορες μεθόδους.
Εστιακό μήκος ενός κυρτού φακού
Η απόσταση μεταξύ του φακού και της εστίασής του είναι γνωστή ως εστιακή απόσταση ενός φακού. Η εστιακή απόσταση του κυρτού φακού είναι το μέτρο της απότομης σύγκλισης του φωτός.
Για κυρτό φακό ή συγκλίνοντα φακό η εστιακή απόσταση είναι πάντα θετική.
Συμβολίζεται με f.
Σημαντικοί όροι που χρησιμοποιούνται στο πείραμα για την εύρεση του εστιακού μήκους ενός κυρτού φακού
Κέντρο καμπυλότητας: Είναι το κέντρο της σφαίρας από την οποία έχει κοπεί ο φακός. Συμβολίζεται με C. Ο φακός έχει δύο κέντρα καμπυλότητας καθώς σχηματίζονται από το συνδυασμό δύο τμημάτων σφαιρών.
Ακτίνα καμπυλότητας: Η ακτίνα καμπυλότητας είναι η απόσταση από την κορυφή έως το κέντρο της καμπυλότητας.
Κύριος άξονας:I t είναι η γραμμή που διέρχεται και από τις δύο καμπυλότητες του φακού.
Κύρια εστίαση: Η κύρια εστίαση ενός κυρτού φακού είναι ένα σημείο στον κύριο άξονα όπου η ακτίνα φωτός συγκλίνει μετά την ανάκλαση.
Ιδιότητες του κυρτού φακού
Είναι πιο χοντρό στη μέση και πιο λεπτό στις άκρες.
Είναι γνωστός ως συγκλίνοντας φακός, καθώς η φωτεινή ακτίνα που διέρχεται από τον φακό τείνει να συναντηθεί σε ένα σημείο.
Η εικόνα που σχηματίζεται από έναν κυρτό φακό είναι πραγματική. Ως εκ τούτου, μπορεί να ληφθεί στην οθόνη.
Η εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού συμβολίζεται με f που είναι η διαφορά μεταξύ του οπτικού κέντρου του φακού και της κύριας εστίασης.
Η εικόνα θα ήταν πραγματική, ανεστραμμένη και μικρότερη σε μέγεθος εάν σχηματίζεται στο επίκεντρο του φακού. Η διαθλασμένη ακτίνα συγκλίνει στην άλλη πλευρά του κυρτού φακού.
Τύπος φακού
Η σχέση μεταξύ της απόστασης εικόνας εστιακού μήκους και της απόστασης αντικειμένου δίνεται από τον τύπο που είναι γνωστός ως τύπος φακού. Αυτή η φόρμουλα ισχύει τόσο για κοίλους όσο και για κυρτούς φακούς.
1/f =1/v + 1/u
Πώς να βρείτε το εστιακό μήκος ενός κυρτού φακού;
Στόχος: Για να βρείτε την εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού χρησιμοποιώντας τη μέθοδο u-v
Απαιτούμενο υλικό: ένας κυρτός φακός με βάση φακού, οθόνη, οπτικό πάγκο, φωτιζόμενο αντικείμενο.
Διαδικασία εύρεσης της εστιακής απόστασης ενός κυρτού καθρέφτη χρησιμοποιώντας το u-v
Για να βρεθεί η εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού είναι απαραίτητο να έχουμε την τιμή των v και u. δηλ. την απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του φακού και την απόσταση μεταξύ της εικόνας και του φακού.
- Τοποθετήστε το αντικείμενο στον οπτικό πάγκο με τέτοιο τρόπο ώστε ο φακός να βρίσκεται ανάμεσα στην οθόνη και το αντικείμενο.
- Τώρα προσαρμόστε τη θέση του φακού και της οθόνης μέχρι να λάβουμε μια ευκρινή εικόνα ενός αντικειμένου στην οθόνη.
- Όταν λαμβάνετε μια ευκρινή εικόνα ενός αντικειμένου μετρήστε τα v και u. Η απόσταση από τον φακό στο αντικείμενο θα σας δώσει "u" και η απόσταση από τον φακό στην εικόνα θα σας δώσει "v".
- Τώρα μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε την εστιακή απόσταση του κυρτού φακού χρησιμοποιώντας τον τύπο,
f =uv/ v+u
Η εστιακή απόσταση ενός κυρτού φακού υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο φακού,
1/f =1/v + 1/u
u -είναι η απόσταση μεταξύ του αντικειμένου και του φακού
v -είναι η απόσταση μεταξύ της εικόνας και του φακού
f -είναι η εστιακή απόσταση του φακού
1/f =v+u/uv
f =uv/ v+u
Σημείωση:στην περίπτωση εικονικών εικόνων βάζουμε αρνητικά πρόσημα.
Συμπέρασμα
Σε αυτήν την ενότητα μάθαμε για τον φακό - μια συσκευή που αποκλίνει ή συγκλίνει τη δέσμη φωτός. Υπάρχουν δύο τύποι φακών:ο κοίλος και ο κυρτός φακός. Ο κοίλος φακός είναι ένας αποκλίνων φακός, ενώ ο κυρτός φακός είναι ένας συγκλίνοντας φακός. Ο κυρτός φακός χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της οφθαλμικής διαταραχής που είναι γνωστή ως υπερμετρωπία ενώ ο κοίλος φακός χρησιμοποιείται για τη διόρθωση της μυωπίας. Η εστιακή απόσταση είναι ένα μέτρο του πόσο ισχυρά ο φακός ή ο καθρέφτης συγκλίνει ή αποκλίνει ένα φως. Μπορούμε να βρούμε την εστιακή απόσταση ενός φακού χρησιμοποιώντας τον τύπο φακού.
Σημαντικοί σύνδεσμοι
| JEE Advanced | Μόνιμα κύματα |
| Ειδοποίηση JEE | Κυψέλη άνθρακα ψευδαργύρου |
| Επιλεξιμότητα JEE | κλίμακα pH |
| Συλλογικό πρόγραμμα JEE | Πυκνότητα πιθανότητας |
| Μοτίβο εξέτασης JEE | Εξισώσεις παραβολής |
