Linzalar günəş işığını sındıra bilən şəffaf obyektlərdir. Onlar əsasən şüşədən hazırlanır. "İşığı sındırmaq" sözləri düşən işıq şüalarının yayılma istiqamətini dəyişdirmək qabiliyyətinə aiddir. Gəlin şəkillərin nazik obyektivdə necə qurulduğunu nəzərdən keçirək.
Tarixi məlumat
Qədim yunanlar və romalılara məlum olan ilk linzalar su ilə doldurulmuş sferik şüşə qablar idi. Müasir optik eynəklərin bu prototipləri yanğınları yandırmaq üçün istifadə edilmişdir.
Yalnız 13-cü əsrin sonlarında Avropada ilk şüşə linzalar hazırlanmışdır. O vaxtdan bəri onların istehsal prosesi çox dəyişmədi. Yeganə yenilik 17-ci əsrdə İsaak Nyutonun optik obyektlərin səthlərini cilalamaq üçün tardan istifadə etməsi idi.
Optik eynəklərin toplanması və səpilməsi
Nazik obyektivdə təsvirlərin qurulmasını başa düşməyi asanlaşdırmaq üçün nəzərə alınsual, optik eynəklər nədir. Ümumiyyətlə, linzaların yalnız iki növü var, onlar forma və işıq axınını sındırma qabiliyyəti ilə fərqlənir. Aşağıdakı növlər fərqlənir:
- Birləşən linzalar. Bu növün mərkəzi hissəsinin qalınlığı kənarların qalınlığından daha böyükdür. Yaxınlaşan linzada yaranan görüntü, üzərinə düşən işığın digər tərəfində əmələ gəlir. Bu növ işığı bir nöqtəyə toplamaq qabiliyyətinə malikdir (müsbət fokus).
- Fərqli linzalar. Onların mərkəzi hissəsi kənarlardan daha incədir. Bu optik eynəklər öz formalarına görə üzərlərinə düşən işığı səpələyir və bu, obyektin üzərinə düşən şüaların linzanın eyni tərəfində təsvirin yaranmasına səbəb olur. Yaradılan şəkil faktiki elementdən çox kiçikdir. Bu optik şüşənin səpələdiyi şüalar, mənşəyini müəyyən edəcək şəkildə davam etdirilərsə, onun qarşısında bir nöqtədən çıxmış kimi görünər. Bu nöqtə fokus adlanır və bu, fərqli obyektiv üçün mənfi və ya xəyalidir.
Müxtəlif formalı optik eynək
Mövcud iki növ linzalar bir neçə yolla hazırlana bilər. Aşağıdakı 6 forma fərqləndirilir:
- Biconvex.
- Plano-qabarıq.
- Qabarıq menisk ilə (qabar-qabar).
- Biconcave.
- Plano-konkav.
- Çatıq menisküslə (qabarıq-konkav).
Qabarıq şüşə elementlər
Obyektivin və binanın fizikasını anlamaq üçünnazik təsvir linzaları, bu optik obyektin əsas elementlərini bilmək lazımdır. Gəlin onları sadalayaq:
- Optik mərkəz (O) işığın sınmadan keçdiyi nöqtədir.
- Əsas ox optik mərkəzin və əsas fokusun nöqtəsindən keçən düz xəttdir.
- Əsas və ya əsas diqqət (F) işıq şüalarının və ya onların uzantılarının əsas oxuna paralel optik şüşəyə düşdüyü halda keçdiyi nöqtədir.
- Köməkçi ox - optik mərkəzdən keçən istənilən düz xətt.
- Əyrilik radiusu lensi meydana gətirən kürələrin iki radiusudur, R1 və R2.
- Əyrilik mərkəzləri - optik şüşənin səthlərini təşkil edən iki kürə mərkəzi, C1 və C2.
- Fokal uzunluğu (f) - fokus nöqtəsi ilə optik mərkəz arasındakı məsafə. (f) dəyərinin başqa bir tərifi də var: bu, sonsuz uzaqda yerləşən obyekti verən optik lensin mərkəzindən təsvirə qədər olan məsafədir.
Optik xüsusiyyətlər
İstər sadə qabarıq şüşə, istərsə də fərdi linzaların toplusu olan mürəkkəb optik sistemlər olsun, onların optik xassələri iki parametrdən asılıdır: fokus uzunluğu və fokus uzunluğu ilə linzanın diametri arasındakı əlaqə.
Fokal məsafəsi iki yolla ölçülür:
- 10sm, 1m və s. kimi normal məsafə vahidlərində.
- Diopterlərdə bu, metrlə ölçülən fokus uzunluğuna tərs mütənasib olan dəyərdir.
Məsələn, 1 dioptri gücünə malik optik şüşənin fokus uzunluğu 1 m, gücü 2 dioptr olan obyektivdə isə cəmi 0,5 m fokus məsafəsi var.
Linzanın diametri və onun fokus uzunluğu ilə əlaqəsi optik şüşənin işığı və ya onun işıq çıxışını toplamaq qabiliyyətini müəyyən edir.
Linzadan keçən şüaların xüsusiyyətləri
8-ci sinifdə məktəblərdə nazik linzalarda təsvirlərin qurulması fizikanın vacib mövzularından biridir. Bu təsvirlərin necə qurulacağını öyrənmək üçün təkcə əsas anlayışları və elementləri deyil, həm də optik aktiv obyektdən keçən bəzi şüaların xassələrini bilmək lazımdır:
- Əsas oxa paralel keçən hər hansı şüa elə sınır ki, o, ya fokusdan keçsin (birləşən linza vəziyyətində), ya da onun xəyali davamı fokusdan keçsin (əsas oxa paralel olduqda). fərqli).
- Fokusdan keçən şüa elə sınır ki, əsas oxa paralel olaraq hərəkətini davam etdirsin. Nəzərə alın ki, bir-birindən uzaqlaşan linzalar zamanı bu qayda ona düşən şüanın davamı optik obyektin digər tərəfində yerləşən fokusdan keçərsə etibarlıdır.
- Linkin mərkəzindən keçən hər hansı işıq şüası heç bir sınma hiss etmir və istiqamətini dəyişmir.
Nazik linzalarda şəkillərin qurulması xüsusiyyətləri
Optiki toplayıb səpələsə dəeynəklər oxşar xüsusiyyətlərə malikdir, onların hər birində təsvirlərin qurulması öz xüsusiyyətlərinə malikdir.
Şəkillər qurarkən nazik obyektiv düsturu belədir:
1/f=1/do+1/di, burada do və di optik mərkəzdən obyektə və onun təsvirinə olan məsafədir.
Qeyd edək ki, fokus uzunluğu (f) birləşən linzalar üçün müsbət, uzaqlaşan linzalar üçün isə mənfidir.
Toplayıcı optik şüşədən keçən şüaların yuxarıdakı xüsusiyyətlərinin tətbiqi aşağıdakı nəticələrə gətirib çıxarır:
- Əgər obyekt 2f-dən çox məsafədə yerləşirsə, o zaman obyektdən daha kiçik ölçüsü olan real təsvir alınır. Biz onu alt-üst görürük.
- Obyektivdən 2f məsafədə yerləşdirilmiş obyekt obyektin özü ilə eyni ölçülü real tərs şəkil ilə nəticələnir.
- Obyekt f-dən çox, lakin 2f-dən kiçik məsafədədirsə, onun real tərsinə çevrilmiş və böyüdülmüş təsviri alınır.
- Əgər obyekt fokus nöqtəsindədirsə, o zaman optik şüşədən keçən şüalar paralel olur, bu isə o deməkdir ki, görüntü yoxdur.
- Əgər obyekt bir fokus uzunluğundan daha yaxındırsa, onun təsviri xəyali, birbaşa və obyektin özündən daha böyük olacaq.
Birləşən və uzaqlaşan obyektivdən keçən şüaların xassələri oxşar olduğundan, bu tip nazik obyektiv tərəfindən verilən təsvirlərin qurulması oxşar qaydalara əsasən həyata keçirilir.
Çermlərmüxtəlif hallar üçün təsvir
Çizgilərdə birləşən obyektiv uclarında xaricə yönəlmiş oxlar olan xəttlə, ayrılan obyektiv isə uclarında içəriyə doğru yönəlmiş oxları olan bir xətt ilə göstərilmişdir, yəni bir-birinə.
Əvvəlki paraqrafda müzakirə edilən nazik linzalarda təsvirlərin qurulması üçün çertyojların müxtəlif variantları aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.
Şəkildən göründüyü kimi, bütün təsvirlər (istənilən optik şüşələr və obyektin onlara nisbətən yeri üçün) iki şüa üzərində qurulub. Biri əsas oxa paralel yönəldilir, digəri isə optik mərkəzdən keçir. Bu şüaların istifadəsi rahatdır, çünki lensdən keçdikdən sonra onların davranışı məlumdur. Onu da qeyd edək ki, obyektin aşağı kənarı (bu halda qırmızı ox) əsas optik oxda yerləşir, ona görə də obyektin yalnız yuxarı nöqtəsinin təsvirini qurmaq kifayətdir. Əgər obyekt (qırmızı ox) optik şüşəyə nisbətən ixtiyari şəkildə yerləşirsə, onda onun həm yuxarı, həm də aşağı hissələrinin təsvirini müstəqil şəkildə qurmaq lazımdır.
İstənilən təsviri yaratmaq üçün iki şüa kifayətdir. Nəticə ilə bağlı qeyri-müəyyənlik varsa, üçüncü şüadan istifadə edərək yoxlanıla bilər. O, fokus vasitəsilə yönəldilməlidir (birləşən lensin önünə və ayrılan lensin arxasına), sonra optik şüşədən keçdikdən və içindəki qırılmadan sonra şüa əsas optik oxa paralel olacaqdır. İncə obyektivdə təsvirin qurulması problemi həll olunarsasağda, o, iki əsas şüanın kəsişdiyi nöqtədən keçəcək.
Optik obyektlərin istehsalı prosesi
Əksər linzalar optik linzalar adlanan xüsusi növ şüşədən hazırlanır. Belə şüşədə daxili gərginliklər, hava qabarcıqları və digər qüsurlar yoxdur.
Linzaların hazırlanması prosesi bir neçə mərhələdə baş verir. Birincisi, uyğun metal alətlərdən istifadə edərək optik şüşə blokundan istənilən formanın konkav və ya qabarıq obyekti kəsilir. Sonra tarla cilalanır. Son mərhələdə, ağırlıq mərkəzi optik mərkəzlə tam üst-üstə düşməsi üçün aşındırıcı alətlərdən istifadə etməklə optik şüşənin ölçüsü dəyişdirilir.
Müxtəlif növ plastiklərin alınması və emalı texnologiyalarının inkişafı ilə əlaqədar olaraq linzalar getdikcə daha çox şəffaf plastik növlərindən hazırlanır, onlar şüşə analoqlarından daha ucuz, yüngül və daha az kövrəkdir.
Tətbiq sahələri
Optik eynəklər müxtəlif görmə problemlərini həll etmək üçün istifadə olunur. Bunun üçün həm plastik kontakt linzalar, həm də şüşələrdən (eynəkli) istifadə olunur.
Bundan əlavə, optik eynəklər fotokameralarda, mikroskoplarda, teleskoplarda və digər optik alətlərdə istifadə olunur. Bütün linzalar sistemindən istifadə edirlər. Məsələn, iki optik eynəkdən ibarət olan ən sadə mikroskopda birincisi obyektin real görüntüsünü yaradır vəikincisi onun şəklini böyütmək üçün istifadə olunur. Buna görə də, ikinci şüşə nazik obyektivdə təsvirlərin qurulması qaydalarına uyğun olaraq birincidən müvafiq məsafədə yerləşir.
