Lentilele, atât biologice, cât și sintetice, sunt minuni ale fizicii optice care utilizează capacitatea anumitor medii de a refracta sau îndoi raze de lumină. Ele vin în două forme de bază: convexe sau curbate spre exterior și concavă sau curbate spre interior. Unul dintre principalele lor scopuri este de a mări imaginile sau de a le face să pară mai mari decât sunt de fapt.
Lentilele pot fi găsite în telescoape, microscopuri, binocluri și alte instrumente optice, împreună cu în propriul ochi. Oamenii de știință și studenții au la dispoziție o serie de ecuații algebrice simple pentru a raporta dimensiunile fizice și forma unei lentile la efectele acesteia asupra razelor de lumină care trec prin ea.
Lentile și fizica măririi
Majoritatea lentilelor „artificiale” sunt fabricate din sticlă. Motivul pentru care lentilele refractează lumina este că atunci când razele de lumină se mișcă de la unamediu(de exemplu, aer, apă sau alt material fizic) în altul, viteza lor se schimbă foarte ușor și razele schimbă cursul ca urmare.
Când razele de lumină intră într-o lentilă dublă convexă (adică una care arată ca un oval aplatizat din lateral) într-o direcție perpendiculară pe suprafața lentilei, razele cele mai apropiate de fiecare margine sunt refractate brusc spre centru, mai întâi la intrarea în obiectiv și din nou când plecând. Cei mai apropiați de mijloc sunt îndoiți mai puțin, iar cei care trec perpendicular prin centru nu sunt deloc refractați. Rezultatul este că toate aceste raze converg la apunct focal (F) o distantafdin centrul lentilei.
Ecuația obiectivului subțire și raportul de mărire
Imaginile produse de lentile și oglinzi pot fireal(de exemplu, proiectabil pe un ecran) sauvirtual(adică, nu poate fi proiectat). Prin convenție, valorile distanțelor imaginilor reale (eu) de la obiectiv sunt pozitive, în timp ce cele ale imaginilor virtuale sunt negative. Distanța obiectului însuși de obiectiv (o) este întotdeauna pozitiv.
Lentilele convexe (convergente) produc imagini reale și sunt asociate cu o valoare pozitivă def, în timp ce lentilele concave (divergente) produc imagini virtuale și sunt asociate cu o valoare negativă def.
Distanța focalăf, distanța obiectuluioși distanța imaginiieusunt legate deecuația lentilei subțiri:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
În timp ce formula de mărire sauraportul de mărire (m) corelează înălțimea imaginii produse de obiectiv cu înălțimea obiectului:
m = \ frac {-i} {o}
Tine minte,eueste negativ pentru imaginile virtuale.
Ochiul uman
Lentilele ochilor dvs. funcționează ca lentile convergente.
După cum ați putea prezice pe baza a ceea ce ați citit deja, lentilele dvs. sunt convexe pe ambele părți. Fără ca lentilele dvs. să fie atât convexe cât și flexibile, lumina care vă trece în ochi ar fi interpretată mult mai agitat de creier decât de fapt este, iar oamenii ar avea dificultăți teribile de a naviga în lume (și probabil că nu ar fi supraviețuit pentru a naviga pe internet pentru știință informație).
Lumina pătrunde mai întâi în ochi prin cornee, stratul exterior bombat din fața globului ocular. Apoi trece prin pupilă, al cărui diametru poate fi reglat de mușchii mici. Lentila se află în spatele pupilei. Partea ochiului pe care se formează imaginea, care se află în interiorul porțiunii inferioare din spate a globului ocular, se numeșteretină. Informațiile vizuale sunt transmise de la retină la creier prin intermediul nervilor optici.
Calculator de mărire
Puteți găsi site-uri web care să vă ajute cu unele dintre aceste probleme odată ce vă veți simți confortabil cu fizica de bază, lucrând câteva singuri. Ideea principală este de a înțelege modul în care diferitele componente ale ecuației lentilei se raportează între ele și de ce modificările variabilelor produc efectele lumii reale pe care le fac.
Un exemplu de astfel de instrument online este dat în Resurse.