Η μεγέθυνση είναι η διαδικασία εμφάνισης μεγέθυνσης ενός αντικειμένου για σκοπούς οπτικής επιθεώρησης και ανάλυσης. Τα μικροσκόπια, τα κιάλια και τα τηλεσκόπια μεγεθύνουν τα πράγματα χρησιμοποιώντας τα ειδικά κόλπα που είναι ενσωματωμένα στη φύση των φακών που μεταδίδουν το φως σε διάφορα σχήματα.
Γραμμική μεγέθυνση αναφέρεται σε μία από τις ιδιότητες του κυρτός φακοί, ή εκείνοι που εμφανίζουν καμπυλότητα προς τα έξω, όπως μια σφαίρα που έχει ισιώσει σοβαρά. Οι αντίστοιχοι τους στον οπτικό κόσμο είναι κοίλος φακοί, ή εκείνοι που είναι καμπύλοι προς τα μέσα και κάμπτουν τις ακτίνες φωτός διαφορετικά από τους κυρτούς φακούς.
Αρχές μεγέθυνσης εικόνας
Όταν οι ακτίνες φωτός που ταξιδεύουν παράλληλα κάμπτονται καθώς περνούν μέσα από έναν κυρτό φακό, κάμπτονται προς, και έτσι επικεντρώνονται σε ένα κοινό σημείο στην αντίθετη πλευρά του φακού. Αυτό το σημείο, F, ονομάζεται επίκεντρο, και η απόσταση από το F από το κέντρο του φακού, που υποδηλώνεται φά, ονομάζεται το εστιακό μήκος.
Η ισχύς ενός μεγεθυντικού φακού είναι ακριβώς το αντίστροφο του εστιακού μήκους του:
Π = 1 / φά. Αυτό σημαίνει ότι οι φακοί που έχουν μικρά εστιακά μήκη έχουν ισχυρές δυνατότητες μεγέθυνσης, ενώ μια υψηλότερη τιμή είναι φά συνεπάγεται χαμηλότερη μεγεθυντική ισχύ.Καθορισμένη γραμμική μεγέθυνση
Η γραμμική μεγέθυνση, που ονομάζεται επίσης πλευρική μεγέθυνση ή εγκάρσια μεγέθυνση, είναι απλώς η αναλογία μεγέθους της εικόνας ενός αντικειμένου που δημιουργείται από έναν φακό προς το πραγματικό μέγεθος του αντικειμένου. Εάν η εικόνα και το αντικείμενο βρίσκονται και τα δύο στο ίδιο φυσικό μέσο (π.χ. νερό, αέρας ή εξωτερικό διάστημα), τότε ο πλευρικός τύπος μεγέθυνσης είναι το μέγεθος της εικόνας διαιρούμενο με το μέγεθος του αντικειμένου:
Μ = \ frac {-i} {o}
Εδώ Μ είναι η μεγέθυνση, Εγώ είναι το ύψος της εικόνας και ο είναι το ύψος του αντικειμένου. Το σύμβολο μείον (μερικές φορές παραλείπεται) είναι μια υπενθύμιση ότι οι εικόνες αντικειμένων που σχηματίζονται από κυρτούς καθρέφτες εμφανίζονται ανεστραμμένες ή ανάποδες.
Η φόρμουλα φακού
Ο τύπος του φακού στη φυσική σχετίζεται με το εστιακό μήκος μιας εικόνας που σχηματίζεται από έναν λεπτό φακό, την απόσταση της εικόνας από το κέντρο του φακού και την απόσταση του αντικειμένου από το κέντρο του φακού. Η εξίσωση είναι
\ frac {1} {d_o} + \ frac {1} {d_i} = \ frac {1} {f}
Ας πούμε ότι τοποθετείτε ένα σωλήνα κραγιόν 10 cm από έναν κυρτό φακό με εστιακό μήκος 6 cm. Πόσο μακριά θα εμφανιστεί η εικόνα στην άλλη πλευρά του φακού;
Για ρεο= 10 και φά = 4, έχετε:
\ start {aligned} & \ frac {1} {10} + \ frac {1} {d_i} = \ frac {1} {4} \\ & \ frac {1} {d_i} = 0.15 \\ & d_i = 6.7 \ end {στοίχιση}
Μπορείτε να πειραματιστείτε με διαφορετικούς αριθμούς εδώ για να αποκτήσετε μια ιδέα για το πώς η αλλαγή της φυσικής ρύθμισης επηρεάζει τα οπτικά αποτελέσματα σε αυτόν τον τύπο προβλήματος.
Σημειώστε ότι αυτός είναι ένας άλλος τρόπος για να εκφράσετε την έννοια της γραμμικής μεγέθυνσης. Η αναλογία ρεΕγώ προς την ρεο είναι η ίδια με την αναλογία του Εγώ προς την ο. Δηλαδή, η αναλογία του ύψος του αντικειμένου στο ύψος της εικόνας του είναι η ίδια με την αναλογία του μήκος του αντικειμένου στο μήκος της εικόνας του.
Μεγέθυνση Tidbits
Το αρνητικό σύμβολο όπως εφαρμόζεται σε μια εικόνα που εμφανίζεται στην αντίθετη πλευρά του φακού από το Το αντικείμενο δείχνει ότι η εικόνα είναι "πραγματική", δηλαδή ότι μπορεί να προβάλλεται σε μια οθόνη ή σε κάποια άλλη Μεσαίο. Μια εικονική εικόνα, από την άλλη πλευρά, εμφανίζεται στην ίδια πλευρά του φακού με το αντικείμενο και δεν σχετίζεται με αρνητικό σημάδι σε σχετικές εξισώσεις.
Αν και τέτοια θέματα βρίσκονται πέραν του πεδίου της παρούσας συζήτησης, μια ποικιλία εξισώσεων φακών που σχετίζονται με μια σειρά από πραγματικές καταστάσεις, πολλές από τις οποίες περιλαμβάνουν αλλαγές στα μέσα (π.χ. από αέρα σε νερό), μπορούν να αποκαλυφθούν με ευκολία στο Διαδίκτυο.