Hem biyolojik hem de sentetik lensler, belirli ortamların ışık ışınlarını kırma veya bükme yeteneğinden yararlanan optik fiziğin harikalarıdır. İki temel şekilde gelirler: dışbükey veya dışa doğru kavisli ve içbükey veya içe kavisli. Ana amaçlarından biri, görüntüleri büyütmek veya gerçekte olduğundan daha büyük görünmesini sağlamaktır.
Lensler, kendi gözünüzün yanı sıra teleskoplarda, mikroskoplarda, dürbünlerde ve diğer optik aletlerde bulunabilir. Bilim adamları ve öğrenciler, bir merceğin fiziksel boyutlarını ve şeklini, içinden geçen ışık ışınları üzerindeki etkileriyle ilişkilendirmek için ellerinde bir dizi basit cebirsel denkleme sahiptir.
Lensler ve Büyütme Fiziği
Çoğu "yapay" lens camdan yapılmıştır. Merceklerin ışığı kırmasının nedeni, ışık ışınları bir noktadan hareket ettiğindeorta(örneğin hava, su veya diğer fiziksel maddeler) bir diğerine dönüşürse hızları çok az değişir ve bunun sonucunda ışınlar yön değiştirir.
Işık ışınları bir çift dışbükey merceğe (yani, yandan düzleştirilmiş bir oval gibi görünen) dik bir yönde girdiğinde. mercek yüzeyinde, her kenara en yakın ışınlar, önce merceğe girdiklerinde ve sonra tekrar merkeze doğru keskin bir şekilde kırılır. ayrılıyor. Ortaya yakın olanlar daha az bükülür, merkezden dik geçenler ise hiç kırılmaz. Sonuç olarak, tüm bu ışınlar bir noktada birleşir.
odak noktası (F) uzaklıkfmerceğin merkezinden.İnce Lens Denklemi ve Büyütme Oranı
Mercekler ve aynalar tarafından üretilen görüntüler şunlar olabilir:gerçek(yani bir ekrana yansıtılabilir) veyagerçek(yani, projelendirilemez). Geleneksel olarak, gerçek görüntülerin uzaklık değerleri (ben) objektiften pozitif, sanal görüntülerinkiler ise negatiftir. Objektifin kendisinin merceğe olan mesafesi (Ö) her zaman pozitiftir.
Dışbükey (yakınlaşan) lensler gerçek görüntüler üretir ve pozitif bir değer ile ilişkilendirilir.f, içbükey (uzaklaşan) lensler sanal görüntüler üretir ve negatif bir değerle ilişkilendirilirf.
odak uzaklığıf, nesne mesafesiÖve görüntü mesafesibentarafından ilişkilidirince mercek denklemi:
\frac{1}{o}+\frac{1}{i}=\frac{1}{f}
Büyütme formülü veyabüyütme oranı (m) merceğin ürettiği görüntünün yüksekliğini nesnenin yüksekliğiyle ilişkilendirir:
m=\frac{-i}{o}
Hatırlamak,bensanal görüntüler için negatiftir.
İnsan Gözü
Gözlerinizin lensleri yakınsak lensler gibi çalışır.
Halihazırda okuduklarınıza dayanarak tahmin edebileceğiniz gibi, göz lensleriniz her iki tarafta da dışbükeydir. Mercekleriniz hem dışbükey hem de esnek olmasaydı, gözünüze gelen ışık beyniniz tarafından ondan çok daha telaşlı bir şekilde yorumlanırdı. aslında öyledir ve insanlar dünyayı dolaşırken çok zorlanırlardı (ve muhtemelen bilim için internette gezinmek için hayatta kalamazlardı) bilgi).
Işık, göze ilk olarak, gözün ön tarafının şişkin dış tabakası olan korneadan girer. Daha sonra çapı küçük kaslar tarafından ayarlanabilen göz bebeğinden geçer. Lens, öğrencinin arkasındadır. Gözün, göz küresinin alt arka kısmının iç kısmında bulunan görüntünün oluştuğu kısmına göz denir.retina. Görsel bilgi, optik sinirler yoluyla retinadan beyne iletilir.
Büyütme Hesaplayıcı
Birkaçını kendi başınıza çalışarak temel fizik konusunda rahat olduğunuzda, bu problemlerin bazılarında size yardımcı olacak web siteleri bulabilirsiniz. Ana fikir, mercek denkleminin farklı bileşenlerinin birbiriyle nasıl ilişkili olduğunu ve değişkenlerdeki değişikliklerin neden gerçek dünya etkilerini ürettiğini anlamaktır.
Böyle bir çevrimiçi araca bir örnek Kaynaklarda verilmiştir.