Лещи и лупи, науката и живота
Смята се, че първата линия е изследовател инструмент - кръгло парче от прозрачен материал, сгъсти в средата и тънък по краищата.
Майката на сина чува
Радвам се, че:
- Светлината се съхранява на тъмно,
За да го спаси.
Наведе надолу
прошепва син на майка си:
- Light хвърлен във водата,
За да го прекъсне.
Наталия Ванханен
Фиг. 1. Тъй като пречупена светлинния лъч, който е паднал във водата. По-голямата ъгълът между гредата и вертикалата на повърхността, по-силно се пречупва (а).
Фиг. 2. Модел на пречупване на светлината. Ролята на пътя на светлинния лъч на двуколесни колички; "Medium" с различен коефициент на пречупване - трапезен кърпа и свободно тъкан.
Опитът с монета (тя фокус). В дъното на плитка купа, поставете монета.
"Голям обектив Трюдо" - устройство за производство на висока температура фокусира слънчевата светлина. Франция, в средата на XIX век.
Фиг. 4. хода на лъчите в обектива на различни позиции на този въпрос.
Опит (известен още като се съсредоточи) с цилиндрична леща. Ролята на обектива носи чаша вода.
Spoon, падна в една чаша вода изглежда е невалидна.
Изследователите изучават света се нуждаят от научни инструменти. Като учени изучават по-дълбоко структурата на материята, структурата на Вселената и природата на живите организми, тези устройства стават все по-сложни. Смята се, че първата линия е изследовател инструмент - кръгло парче от прозрачен материал, сгъсти в средата и тънък по краищата. Може би първият изследовател на оптичните свойства на стъклото става арабски учен Ал Khazen (или Ибн ал-Хайтам). В X-ти век, той пише: "Ако погледнете през сегмента на стъкленото топче, то ще се увеличи на елементите."
Лупа (или други оптични устройства) е в състояние да увеличи обектите няколко пъти. Това се случва, защото материалът, от който е направена (например стъкло), скоростта на светлината е по-малко от въздух. Светлинен лъч, попадащи под ъгъл до границата между въздуха и стъклото се счупи. Стръмността тази почивка зависи от свойствата на стъкло - от неговия индекс на пречупване. Големината на индекса на пречупване е по-голям, по-различна от скоростта на светлината във въздуха и материали - стъкло, вода, прозрачна пластмаса (Фигура 1.).
Ясно се види как светлината променя посоката лъчи, се преместват от една среда в друга, можете да използвате прост опит.
Вземете две колела на кола играчка (или да ги изрежете от картон) и натиснете върху оста - дължина 8-10sm дървена пръчка. Начинът, по който такава количка ролка, показващи хода на светлинния лъч, и неговата скорост - скоростта на светлината.
Затваряне на масата с кърпа или покривка за маса. Ние се получи модела на двете медии. В едно (гладка плот) "скоростта на светлината" е високо; в друга, по-плътна (хлабав тъкан), - ниско (снимка горе).
Започнете камиона перпендикулярно на границата на "Околна среда". Тя докосва границата в същото време двете колела и да отидете на бавно, но без да се променя посоката. "Пречупена светлина" не се случи. Ако започнете с камиона под ъгъл до границата, в първия момент тя naedet на границата само с едно колело, чиято скорост е намалена. Но второто колело ще продължи да се търкаля на дъската със същата скорост. В резултат на количката ще се разгърне под ъгъл и преобръщане на салфетката по различен път. "Лъч светлина" опит "скъсване". А преминаване "твърд носител" (салфетка), превоз ще се разгърне под същия ъгъл, но в обратна посока, и ролка по дължината, успоредна на първоначалното (фиг. 2).
Камион, отвърна на удара на път на една салфетка, ще изпитате "разбиването" на границата, но в обратна посока и се движат по повърхността на масата, повтаряйки оригиналния път. В оптика, това явление се нарича закон на обратимост на светлинни лъчи.
Да се върнем към обектива. Повърхността му е крива, така че всички лъчи, които попадат върху него, с изключение на влизане в центъра, пречупена. Централният лъч преминава през леща или напълно без пречупване или пречупена два пъти и само леко отместване в пространството. формата на лещата е избран така, че паралелните лъчи, преминаващи през нея се събират в една точка, наречена фокус (в превод с фокус латински - огнище огън, събрани от обектива на слънчевите лъчи, не само в състояние да възпламени огъня, но също така се разтопи метала). А лъчи, отразени от всеки обект, сближат във фокалната равнина (тя носи точката на фокуса), създаване на имиджа си.
Сега можем да компетентно изготвяне на пътя на лъчите в обектива за различни поводи (фиг. 4). Начертайте линия през центъра на обектива, - нейната оптична ос. Отложете надясно и наляво от двата обектива фокусна точка и две точки на два пъти разстоянието от обектива (който също дойде по-удобно). Нека да видим как ще върви през призмата на лъчи, отразени от обекта, който ще се превърне поставени на различни разстояния от него (фиг. 4а).
От хилядите светлинни лъчи, отразена от обекта, ние се нуждаем само две, като се започне от една от неговите точки. Един лъч нека през центъра на обектива - тя ще премине през, а не пречупена (пренебрегване малкото изместване на лъча). Вторият е лъч се простира успоредно на оптичната ос на лупа. След пречупване, той стига до точката на фокус. Тяхната пресечната ще даде една точка от изображението. По същия начин, можете да получите всички други гледни точки, чрез изграждане на цялото изображение.
Нарисувайте два експеримента.
1. Предмет и направи малко по-фокусна. Чрез изграждане на хода на споменатите лъчи, ще видим, че всички те се пресичат зад обектива, създавайки голям и обърнат образ на обекта на двойното фокусно разстояние. Да започнем настоява този въпрос. Неговият образ ще намалее и се доближава до обектива (фиг. 4а).
изображение на обект с два пъти фокусното разстояние на лещата, ще има същото разстояние зад нея и ще има същия размер (Фиг. 4Ь).
В по-далеч обектът е, толкова по-малко на изображението, толкова по-близо е до фокалната равнина, а от определено разстояние, за всяка страна на лещите, който се счита за безкрайна, вече е точно върху него (фиг. 4в).
Ако обектът поставен на разстояние, равно на фокусното разстояние, няма изображение няма да работи: след като пречупени лъчи ще бъде паралелно. Но на мястото на светлината във фокуса на обектива (фиг. 4г) в съответствие със закона за обратимост ще осигури паралелно греда, какъвто е случаят в различни прожектори и лампи.
2. Темата е поставен между лещата и точката на фокуса си. В този случай, обектива работи като лупа, първото изследване в strument, преди много векове, изследовател, въоръжен с очи.
Разглеждане на пътя на линия, като направи същата конструкция, както преди (фиг. 4d).
И тук се крие в причакваха ни изненада: лъчите не се пресичат и разминават, и всяко изображение в нашата сграда не работи! Въпреки това, ние го види. Защо? Това е така, защото ние го види.
Човешкото око е проектирана по такъв начин, че различните лъчи, които получава лъчите, идващи от една точка. И, разширяване на строителни линии в изготвянето на пресичането им, получаваме точката на привидна (въображаеми) на изображението. Това наистина не съществува, това е - плодът на визуални илюзии и въображението ни. Но този образ значително се увеличава в сравнение с този въпрос, може да се види в малките детайли, невидими за невъоръжено око.
На ръба на лупата обикновено празнуват неговото увеличаване, например, 7 × 10 × или 7 × 15 ×, което означава: Лупа уголемява в 7, 10 или 15 пъти, което означава, толкова пъти, изглежда е по-близо до очите на обекта. Един човек с добро зрение да се прави разлика фини детайли по-добре просто 25 см от окото (това е най-добрата визия разстояние). А лупа ", с което" обект на разстояние от няколко сантиметра, като ви позволява да видите подробности още по-плитко.
Фокусно разстояние е лупа равно на разстоянието на най-визия, разделен на увеличението в N: е = 25 / Ncm. И ако предмет на лупа поставя в центъра на вниманието, окото ще го видим на безкрайност.
Лещите са не само сферична. В сложни оптични уреди за получаване на повърхността на лещата във формата на параболоид, елипсоид и други еднакво сложни форми. Широко се използва и цилиндрична леща.
Standard филм кадър на филма са във формат 18 х 24 mm. Това изображение се проектира върху екран с съотношение от 1 х 1,5. Но преди петдесет години е имало широкоекранен филм, който се използва екран с аспектно съотношение приблизително 1 х 3. За да се поберат широкоъгълен кадър на тясна лента, използвайте цилиндрична леща (наречена анаморфичното, т.е., който променя формата си), когато записвате движещи се изображения. Такъв обектив компресира изображението хоризонтално, оставяйки вертикалните размери, без да се променя. Хората по тези рамки изглеждат много издължени и много тънки (напомня на кукла Барби). Прогнозира се през филма също е цилиндрична леща, която се простира на хоризонталните размерите на изображението, което му придава един нормален вид.
Лупа, споменат за първи път преди малко по-малко от две хиляди години, все още остава една от най-популярните инструменти в областта на науката и в живота. Геолозите, ботаници, ентомолозите и други учени носят сгъваеми лупи. Изследователи в лабораторията, използвани т.нар дисекция статив лупа. Хирурзите лекуващи мястото на операцията, както и монтажници на електронни устройства, използвани за бинокли лупи за двете очи. Лупа може да променя формата и целта, се трансформира в обектива, бинокли, очила, очила, очилата, микроскопа и други не по-малко полезни устройства, но, както изглежда, ще остане завинаги.