Vyombo vya macho- vifaa ambavyo mionzi katika eneo fulani la wigo(ultraviolet, inayoonekana, infrared) kubadilishwa(zinazopitishwa, zimeakisiwa, zimekataliwa, zimechangiwa).

Kulipa ushuru kwa mila ya kihistoria, vifaa vya macho kwa kawaida hujulikana kama vifaa vinavyofanya kazi katika mwanga unaoonekana.

Katika tathmini ya awali ya ubora wa kifaa, tu Kuu yake vipimo:

• mwangaza- uwezo wa kuzingatia mionzi;
• uwezo wa kutatua- uwezo wa kutofautisha kati ya maelezo ya picha ya karibu;
• Ongeza- uwiano wa ukubwa wa kitu na picha yake.
• Kwa vifaa vingi, sifa ya kufafanua ni mstari wa kuona- pembe ambayo kutoka katikati ya kifaa huonekana pointi kali somo.

Nguvu ya azimio (uwezo)- sifa ya uwezo wa vifaa vya macho kutoa picha tofauti za pointi mbili za kitu karibu na kila mmoja.

Umbali mdogo zaidi wa mstari au angular kati ya pointi mbili, kuanzia ambayo picha zao huunganisha, inaitwakikomo cha azimio la mstari au angular.

Uwezo wa kifaa kutofautisha kati ya pointi mbili za karibu au mistari ni kutokana na asili ya wimbi la mwanga. Thamani ya nambari ya nguvu ya kutatua, kwa mfano, ya mfumo wa lenzi, inategemea uwezo wa mbuni wa kukabiliana na upotovu wa lensi na kuweka kwa uangalifu lensi hizi kwenye mhimili mmoja wa macho. Kikomo cha kinadharia cha azimio la sehemu mbili za picha zinazokaribiana hufafanuliwa kuwa usawa wa umbali kati ya vituo vyao hadi kwenye kipenyo cha pete ya kwanza ya giza ya muundo wao wa kutofautisha.

Ongeza. Ikiwa kitu cha urefu wa H ni perpendicular kwa mhimili wa macho wa mfumo, na urefu wa picha yake ni h, basi ukuzaji wa m imedhamiriwa na formula:

m = h / H .

Ukuzaji hutegemea urefu wa kuzingatia na usawa wa lensi; kuna fomula zinazolingana za kuelezea utegemezi huu.

Tabia muhimu ya vyombo vya uchunguzi wa kuona ni ukuu wa dhahiri M... Imedhamiriwa kutoka kwa uwiano wa saizi za picha za kitu ambacho huundwa kwenye retina ya jicho wakati wa uchunguzi wa moja kwa moja wa kitu na kukitazama kupitia kifaa. Kawaida, ukuzaji unaoonekana M unaonyeshwa na uwiano M = tgb / tga, ambapo a ni pembe ambayo mtazamaji huona kitu kwa jicho la uchi, na b ni pembe ambayo jicho la mwangalizi huona kitu kupitia kifaa.

Sehemu kuu ya yoyote mfumo wa macho ni lenzi. Lenses zinajumuishwa katika karibu vyombo vyote vya macho.

Lenzi – mwili wenye uwazi wa macho unaofungwa na nyuso mbili za duara.

Ikiwa unene wa lens yenyewe ni ndogo ikilinganishwa na radii ya curvature ya nyuso za spherical, basi lens inaitwa nyembamba.

Lenzi ni Kusanya na kutawanyika... Lenzi ya kukusanya ni nene katikati kuliko kwenye kingo, wakati lenzi inayotengana ni nyembamba katikati.

Aina za lenzi:

• convex:
  • biconvex (1)
  • plano-convex (2)
  • concave-convex (3)

• concave:
  • biconcave (4)
  • pango gorofa (5)
  • mbonyeo-mbonyeo (6)

Nukuu kuu kwenye lensi:

Mstari wa moja kwa moja unaopita katikati ya curvature O 1 na O 2 ya nyuso za spherical inaitwa. mhimili mkuu wa macho wa lenzi.

Kwa upande wa lenzi nyembamba, tunaweza takriban kudhani kuwa mhimili mkuu wa macho huingiliana na lensi kwa wakati mmoja, ambayo kawaida huitwa. kituo cha macho cha lensi O. Nuru ya mwanga hupita katikati ya macho ya lens bila kupotoka kutoka kwa mwelekeo wa awali.

Kituo cha macho cha lensi- mahali ambapo mionzi ya mwanga hupita bila refracting katika lens.

Mhimili mkuu wa macho- mstari wa moja kwa moja unapita katikati ya macho ya lens, perpendicular kwa lens.

Mistari yote ya moja kwa moja inayopita katikati ya macho inaitwa shoka za sekondari za macho.

Ikiwa boriti ya mionzi inayofanana na mhimili mkuu wa macho inaelekezwa kwa lens, basi baada ya kupitia lens, mionzi (au kuendelea kwao) itakusanyika kwa hatua moja F, inayoitwa. lengo kuu la lens. Lenzi nyembamba ina mwelekeo kuu mbili, ziko kwa ulinganifu kwenye mhimili mkuu wa macho kwa heshima na lenzi. Kwa kukusanya lenses, hila ni za kweli, kwa kutawanya, ni za kufikiria.

Mihimili ya mionzi inayofanana na shoka moja ya sekondari ya macho, baada ya kupita kwenye lensi, pia inaelekezwa kwa uhakika F ", ambayo iko kwenye makutano ya mhimili wa sekondari na ndege ya msingi Ф, ambayo ni, ndege inayoelekea. mhimili kuu wa macho na kupita kwa lengo kuu.

Focal ndege- mstari wa moja kwa moja perpendicular kwa mhimili kuu wa macho ya lens na kupita kwa lengo la lens.

Umbali kati ya kituo cha macho cha lens O na lengo kuu F inaitwa urefu wa kuzingatia... Inaonyeshwa na barua hiyo hiyo F.

Refraction ya boriti sambamba katika lenzi inayounganika.

Kinyume cha mionzi sambamba ya miale kwenye lenzi inayosambaa.

Pointi O 1 na O 2 - vituo vya nyuso za spherical, O 1 O 2 - mhimili mkuu wa macho, O - kituo cha macho, F - lengo kuu, F "- mwelekeo wa upande, WA" - mhimili wa macho wa upande, Ф - ndege ya kuzingatia.

Katika michoro lenses nyembamba imeonyeshwa kama sehemu ya mstari yenye mishale:

Kusanya: kutawanya:

Mali kuu ya lenses– uwezo wa kutoa picha za vitu... Picha ni moja kwa moja na iliyogeuzwa, halali na wa kufikirika, iliongezeka na kupunguzwa.

Msimamo wa picha na tabia yake inaweza kuamua kwa kutumia ujenzi wa kijiometri. Ili kufanya hivyo, tumia mali ya mionzi ya kawaida, njia ambayo inajulikana. Hizi ni mionzi inayopita katikati ya macho au moja ya foci ya lens, pamoja na mionzi inayofanana na kuu au moja ya shoka za sekondari za macho. Ili kuunda picha kwenye lenzi, miale miwili kati ya hiyo mitatu hutumiwa:

Tukio la boriti kwenye lenzi sambamba na mhimili wa macho, baada ya kinzani, hupitia lengo la lenzi.

Boriti inayopita katikati ya macho ya lenzi haijakataliwa.

Boriti inayopita kwenye lengo la lenzi baada ya kinzani huenda sambamba na mhimili wa macho.

Msimamo wa picha na asili yake (halisi au ya kufikiria) pia inaweza kuhesabiwa kwa kutumia formula nyembamba ya lens. Ikiwa umbali kutoka kwa kitu hadi lensi unaonyeshwa na d, na umbali kutoka kwa lensi hadi picha na f, basi formula ya lenzi nyembamba inaweza kuandikwa kama:

Thamani ya D, inayofanana ya urefu wa kuzingatia, inaitwa nguvu ya lenzi.

Kitengo cha kipimo cha nguvu ya macho ni diopta (diopta)... Diopta ni nguvu ya macho ya lenzi yenye urefu wa mta 1: diopta 1 = m -1.

Ni kawaida kupeana ishara fulani kwa urefu wa msingi wa lensi: kwa lenzi inayobadilika F> 0, kwa lenzi ya kutawanya F.< 0.

Kiasi d na f pia hutii kanuni fulani wahusika:
d> 0 na f> 0 - kwa vitu halisi (yaani, vyanzo vya mwanga halisi, sio upanuzi wa miale inayozunguka nyuma ya lensi) na picha;
d< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.

Lenzi nyembamba zina hasara kadhaa ambazo huzuia picha za ubora wa juu kupatikana. Upotovu unaotokea wakati wa kuunda picha huitwa kupotoka... Ya kuu ni kupotoka kwa spherical na chromatic.

Ukosefu wa spherical inajidhihirisha katika ukweli kwamba katika kesi ya mihimili ya mwanga pana, mionzi iliyo mbali na mhimili wa macho huiingilia nje ya kuzingatia. Fomula ya lenzi nyembamba ni halali tu kwa mihimili iliyo karibu na mhimili wa macho. Picha ya chanzo cha sehemu ya mbali kilichoundwa na miale pana iliyokatwa na lenzi imetiwa ukungu.

Ukosefu wa kromatiki hutokea kutokana na ukweli kwamba index refractive ya nyenzo lens inategemea wavelength λ ya mwanga. Sifa hii ya vyombo vya habari vya uwazi inaitwa utawanyiko. Urefu wa kuzingatia wa lenzi hugeuka kuwa tofauti kwa mwanga na urefu tofauti mawimbi, ambayo husababisha picha kuwa na ukungu wakati wa kutumia mwanga usio wa monochromatic.

Katika vifaa vya kisasa vya macho, sio lensi nyembamba hutumiwa, lakini mifumo ngumu ya lensi nyingi, ambayo inawezekana kwa takriban kuondoa upotovu kadhaa.

Uundaji wa picha halisi ya kitu na lensi ya kukusanya hutumiwa katika vifaa vingi vya macho, kama vile kamera, projekta, nk.

Ikiwa unataka kuunda kifaa cha hali ya juu cha macho, unapaswa kuongeza seti ya sifa zake kuu - mwangaza, azimio na ukuzaji. Haiwezekani kufanya vizuri, kwa mfano, darubini, kufikia tu ongezeko kubwa la kuonekana na kuacha aperture ndogo (aperture). Itakuwa na azimio duni, kwani inategemea moja kwa moja kwenye aperture. Miundo ya vifaa vya macho ni tofauti sana, na vipengele vyao vinatajwa na madhumuni ya vifaa maalum. Lakini wakati wa kutekeleza mfumo wowote wa macho ulioundwa kwenye kifaa cha kumaliza macho-mitambo, ni muhimu kupanga vipengele vyote vya macho kwa mujibu wa mpango uliopitishwa, kuwalinda kwa usalama, kuhakikisha marekebisho sahihi ya nafasi ya sehemu zinazohamia, na kuweka apertures ili kuondokana. background zisizohitajika mionzi iliyotawanyika. Mara nyingi inahitajika kudumisha hali ya joto na unyevu ndani ya kifaa, kupunguza vibrations, kurekebisha usambazaji wa uzito, kuhakikisha kuondolewa kwa joto kutoka kwa taa na vifaa vingine vya ziada vya umeme. Thamani imeambatanishwa mwonekano wa nje kifaa na urahisi wa kushughulikia.

Hadubini, loupe, kioo cha kukuza.

Ikiwa tunatazama kupitia lenzi chanya (kukusanya) kitu kilicho nyuma ya lenzi si zaidi ya kitovu chake, basi picha ya kufikiria iliyopanuliwa ya kitu inaonekana. Lensi kama hiyo ni hadubini rahisi zaidi na inaitwa loupe au kioo cha kukuza.

Ukubwa wa picha iliyopanuliwa inaweza kuamua kutoka kwa mpango wa macho.

Wakati jicho limewekwa kwa mwanga sambamba wa mwanga (picha ya kitu iko katika umbali mkubwa usiojulikana, ambayo ina maana kwamba kitu kiko kwenye ndege ya msingi ya lens), ukuzaji wa M unaoonekana unaweza kuamua kutoka kwa uwiano. : M = tgb / tga = (H / f) / ( H / v) = v / f, ambapo f ni urefu wa lenzi, v ni umbali maono bora, i.e. umbali mdogo zaidi ambao jicho huona vizuri katika makazi ya kawaida. M huongezeka kwa moja wakati jicho linarekebishwa ili picha ya roho ya somo iko katika umbali bora wa kutazama. Uwezo wa malazi ni tofauti kwa watu wote, huharibika na umri; inachukuliwa kuwa 25 cm kama umbali wa maono bora jicho la kawaida... Katika uwanja wa mtazamo wa lenzi moja chanya, na umbali kutoka kwa mhimili wake, ukali wa picha huharibika haraka kwa sababu ya kupotoka kwa upande. Ingawa kuna vikuza vilivyo na ukuzaji wa mara 20, ukuzaji wao wa kawaida ni kutoka 5 hadi 10. Ukuzaji wa darubini changamano, kwa kawaida hujulikana tu kama darubini, hufikia mara 2000.

Darubini.

Darubini huongeza vipimo vinavyoonekana vya vitu vya mbali. Mpango wa darubini rahisi zaidi ni pamoja na lenses mbili chanya.

Miale kutoka mada iliyofutwa sambamba na mhimili wa darubini (miale a na c kwenye mchoro) hukusanywa katika mwelekeo wa nyuma wa lenzi ya kwanza (lengo). Lenzi ya pili (kipande cha jicho) huondolewa kutoka kwa ndege ya msingi ya lengo katika urefu wake wa kuzingatia, na miale a na c hutoka kutoka humo tena sambamba na mhimili wa mfumo. Baadhi ya miale b, inayotoka kwenye sehemu zisizo sahihi za kitu, ambapo miale a na c ilitoka, huanguka kwa pembe A hadi kwenye mhimili wa darubini, hupitia lengo la mbele la lenzi, na kisha huenda sambamba na mhimili wa mhimili wa darubini. mfumo. Kichocheo cha macho hukielekeza kwenye mwelekeo wake wa nyuma kwa pembe b. Kwa kuwa umbali kutoka kwa mtazamo wa mbele wa lenzi hadi kwa jicho la mwangalizi hauwezekani kulinganishwa na umbali wa kitu, mchoro unaweza kutumika kupata usemi wa ukuzaji wa M wa darubini: M = -tgb / tga = - F / f "(au F / f). Ishara hasi inaonyesha kuwa picha iko juu chini. Katika darubini za astronomia, inabakia hivyo; Darubini za nchi kavu hutumia mfumo wa kuzunguka kutazama picha za kawaida, sio zilizoinuka juu chini. Mfumo wa kurudisha nyuma unaweza kujumuisha lensi za ziada au, kama kwenye darubini, prisms.

Binoculars.

Darubini ya darubini, inayojulikana sana kama darubini, ni chombo cha kushikana cha kutazama kwa macho yote mawili kwa wakati mmoja; Ukuzaji wake, kama sheria, ni kutoka mara 6 hadi 10. Binoculars hutumia jozi ya mifumo ya kufunika (mara nyingi - Porro), ambayo kila moja inajumuisha prism mbili za mstatili (na msingi wa 45 °), unaoelekezwa kuelekea nyuso za mstatili.

Kupata ukuzaji mkubwa katika uwanja mpana wa maoni, usio na upotovu wa lenzi, na, kwa hivyo, pembe kubwa ya mtazamo (6-9 °), darubini zinahitaji macho ya hali ya juu sana, kamili zaidi kuliko darubini yenye pembe nyembamba ya mtazamo. Katika jicho la darubini, mtazamo wa picha hutolewa, na kwa marekebisho ya maono - kiwango chake kimewekwa alama katika diopta. Kwa kuongeza, katika darubini, nafasi ya macho hurekebisha umbali kati ya macho ya mwangalizi. Kawaida binoculars ni alama kulingana na ukuzaji wao (katika crat) na kipenyo cha lens (katika milimita), kwa mfano, 8 * 40 au 7 * 50.

Mtazamo wa macho.

Darubini yoyote ya uchunguzi wa msingi wa ardhini inaweza kutumika kama mtazamo wa macho, ikiwa katika ndege yoyote ya nafasi ya picha yake alama za wazi (gridi, alama) zinawekwa ambazo zinalingana na kusudi fulani. Muundo wa kawaida wa mitambo mingi ya kijeshi ya macho ni kwamba lenzi ya darubini inatazama kwa uwazi kwenye shabaha, na kifaa cha macho kiko kwenye kifuniko. Mpango kama huo unahitaji mapumziko katika mhimili wa macho na utumiaji wa prisms kuibadilisha; prisms sawa hubadilisha picha iliyogeuzwa kuwa moja kwa moja. Mifumo yenye kukabiliana na mhimili wa macho inaitwa periscopic. Kwa kawaida macho ya macho huhesabiwa ili mwanafunzi wa kutoka kwake atolewe kutoka kwa uso wa mwisho wa kijicho kwa umbali wa kutosha ili kulinda jicho la mshika bunduki kutokana na athari dhidi ya ukingo wa darubini wakati silaha inarudishwa.

Kitafuta mgambo.

Vitafuta mbalimbali vya macho, ambavyo hupima umbali wa vitu, ni vya aina mbili: monocular na stereoscopic. Ingawa zinatofautiana katika maelezo ya muundo, sehemu kuu ya mpango wa macho ni sawa na kanuni ya operesheni ni sawa: kwa upande unaojulikana (msingi) na mbili. pembe zinazojulikana upande usiojulikana wa pembetatu umeamua. Darubini mbili zinazofanana, zilizowekwa kando kwa umbali b (msingi), huunda picha za kitu kimoja cha mbali ili ionekane kuzingatiwa kutoka kwao kwa mwelekeo tofauti (msingi unaweza pia kuwa saizi ya lengo). Ikiwa, kwa msaada wa kifaa fulani cha macho kinachofaa, mashamba ya picha za darubini zote mbili zimeunganishwa ili waweze kutazamwa wakati huo huo, itageuka kuwa picha zinazofanana za kitu zimetenganishwa kwa anga. Kuna anuwai sio tu na mwingiliano kamili wa uwanja, lakini pia na nusu: nusu ya juu ya nafasi ya picha ya darubini moja imejumuishwa na nusu ya chini ya nafasi ya picha ya nyingine. Katika vifaa vile, kwa usaidizi wa kipengele cha macho kinachofaa, picha zilizotenganishwa kwa anga zimeunganishwa na thamani ya kipimo imedhamiriwa kutoka kwa uhamisho wa jamaa wa picha. Mara nyingi prism au mchanganyiko wa prisms hutumika kama kipengele cha kukata nywele.

MFUMO WA MONO. A - prism ya mstatili; B - pentaprism; C - malengo ya lens; D - jicho; E - jicho; P1 na P2 ni prisms fasta; P3 - prism inayohamishika; Mimi 1 na mimi 2 - picha za nusu ya uwanja wa maoni

Katika mchoro wa monocular rangefinder umeonyeshwa kwenye takwimu, kazi hii inafanywa na prism ya P3; inahusishwa na mizani iliyofuzu katika umbali uliopimwa kwa kitu. Pentaprismu B hutumiwa kama viakisi mwanga kwenye pembe za kulia, kwani miche kama hiyo kila wakati hupotosha mwangaza wa tukio kwa 90 °, bila kujali usahihi wa uwekaji wao kwenye ndege ya usawa ya chombo. Mtazamaji huona picha zilizoundwa na darubini mbili katika kitafutaji masafa cha stereo na macho yote mawili mara moja. Msingi wa kitafutaji kama hicho huruhusu mwangalizi kutambua nafasi ya kitu kwa kiasi, kwa kina fulani katika nafasi. Kila darubini ina gridi ya taifa yenye vialamisho vinavyolingana na thamani za masafa. Mtazamaji huona kiwango cha umbali kinachoenea ndani ya kina cha nafasi ya picha, na kutoka kwake huamua umbali wa kitu.

Vifaa vya taa na makadirio. Taa za utafutaji.

Katika muundo wa macho wa taa ya utafutaji, chanzo cha mwanga, kama vile kreta ya kutokeza ya arc ya umeme, iko katika mwelekeo wa kiakisi kimfano. Miale inayotoka kwenye sehemu zote za arc inaonyeshwa na kioo kimfano karibu sambamba na kila mmoja. Mwale wa miale hutofautiana kidogo kwa sababu chanzo sio mahali pa kuangaza, lakini kiasi cha saizi isiyo na mwisho.

Diascop.

Mpango wa macho wa kifaa hiki, iliyoundwa kwa ajili ya kutazama uwazi na muafaka wa rangi ya uwazi, inajumuisha mifumo miwili ya lens: condenser na lens ya makadirio. Condenser sawasawa huangazia asili ya uwazi, ikielekeza mihimili kwenye lensi ya makadirio, ambayo huunda picha ya asili kwenye skrini. Lens ya makadirio hutoa kuzingatia na uingizwaji wa lenses zake, ambayo inakuwezesha kubadilisha umbali wa skrini na ukubwa wa picha juu yake. Muundo wa macho wa projekta ya sinema ni sawa.

MPANGO WA DIASCOPE. A - uwazi; B - condenser ya lens; C - lenses ya lens ya makadirio; D - skrini; S - chanzo cha mwanga

Vyombo vya Spectral.

Kipengele kikuu cha kifaa cha spectral kinaweza kuwa prism ya utawanyiko au grating ya diffraction. Katika kifaa hicho, mwanga ni wa kwanza wa collimated, i.e. hutengenezwa kwenye boriti ya mihimili inayofanana, kisha hutengana katika wigo, na, hatimaye, picha ya mlango wa kifaa inalenga kwenye sehemu yake ya kuondoka pamoja na kila urefu wa wimbi la wigo.

Spectrometer.

Katika kifaa hiki cha maabara zaidi au kidogo, mifumo ya collimating na kuzingatia inaweza kuzungushwa kuhusu katikati ya hatua, ambayo kipengele kinachotenganisha mwanga ndani ya wigo iko. Kifaa kina mizani ya kusoma pembe za mzunguko, kwa mfano, prism ya utawanyiko, na pembe za kupotoka baada yake ya vipengele tofauti vya rangi ya wigo. Kutokana na matokeo ya usomaji huo, kwa mfano, fahirisi za refractive za solids za uwazi hupimwa.

Spectrograph.

Hili ni jina la kifaa ambacho wigo uliopatikana au sehemu yake inachukuliwa kwenye nyenzo za picha. Unaweza kupata wigo kutoka kwa prism iliyotengenezwa na quartz (210-800 nm), glasi (360-2500 nm) au chumvi ya mwamba (2500-16000 nm). Katika safu hizo za spectral ambapo prismu hufyonza mwanga kwa udhaifu, picha za mstari wa spectral kwenye spectrografu ni angavu. Katika spectrographs na gratings diffraction, mwisho hufanya kazi mbili: wao hutengana mionzi ndani ya wigo na kuzingatia vipengele vya rangi kwenye nyenzo za picha; vifaa vile pia hutumiwa katika eneo la ultraviolet.

Kamera ni chumba kilichofungwa kisicho na mwanga. Picha ya vitu vinavyopigwa picha huundwa kwenye filamu ya picha na mfumo wa lenzi unaoitwa lenzi. Shutter maalum inakuwezesha kufungua lens wakati wa mfiduo.

Upekee wa kamera ni kwamba kwenye filamu ya gorofa ya picha, picha za kutosha za kutosha za vitu katika umbali tofauti zinapaswa kupatikana.

Katika ndege ya filamu, picha tu za vitu kwa umbali fulani hupatikana kwa kasi. Kuzingatia kunapatikana kwa kusonga lens inayohusiana na filamu. Picha za pointi ambazo hazijalala kwenye ndege ya lengo kali zimefichwa kwa namna ya miduara ya kutawanya. Ukubwa wa d wa miduara hii inaweza kupunguzwa kwa diaphragming lens, i.e. kupunguza uwiano wa aperture a / F. Hii huongeza kina cha shamba.

Lenzi ya kamera ya kisasa ina lensi kadhaa zilizojumuishwa katika mifumo ya macho (kwa mfano, mpango wa macho wa Tessar). Idadi ya lenses katika lenses za kamera rahisi ni kutoka kwa moja hadi tatu, na katika kamera za kisasa za gharama kubwa kuna hadi kumi au hata kumi na nane.

Muundo wa macho Tessar

Kunaweza kuwa na mifumo miwili hadi mitano ya macho kwenye lenzi. Karibu nyaya zote za macho zimeundwa na kufanya kazi kwa njia ile ile - zinazingatia mionzi ya mwanga inayopita kupitia lenses kwenye tumbo la mwanga-nyeti.

Ubora wa picha kwenye picha inategemea tu lensi, ikiwa picha ni mkali, ikiwa sura na mistari imepotoshwa kwenye picha, ikiwa itatoa rangi vizuri - yote inategemea mali ya lensi, kwa hivyo. lenzi ni mojawapo ya wengi vipengele muhimu kamera ya kisasa.

Lenses za lengo zinafanywa kutoka kwa aina maalum za kioo cha macho au plastiki ya macho. Kutengeneza lenzi ni moja ya hatua za gharama kubwa katika kutengeneza kamera. Ikilinganishwa na kioo dhidi ya lenses za plastiki, ni muhimu kuzingatia kwamba lenses za plastiki ni nafuu na nyepesi. Siku hizi, lenzi nyingi katika kamera za bei nafuu za amateur zimetengenezwa kwa plastiki. Lakini, lenzi kama hizo huwa na mikwaruzo na hazidumu, baada ya miaka miwili hadi mitatu huwa na mawingu, na ubora wa picha ni duni. Optics ya gharama kubwa zaidi ya kamera hufanywa kwa glasi ya macho.

Lensi nyingi kwa sasa kamera za kompakt iliyotengenezwa kwa plastiki.

Lenzi za lengo zimeunganishwa pamoja au zimeunganishwa kwa kutumia muafaka wa chuma uliohesabiwa kwa usahihi sana. Lenses huunganishwa mara nyingi zaidi kuliko muafaka wa chuma.

Vifaa vya makadirio iliyoundwa kwa picha kubwa. Lenzi O ya projekta inalenga picha ya kitu bapa (uwazi D) kwenye skrini ya mbali E. Mfumo wa lenzi K, unaoitwa condenser, umeundwa ili kuzingatia mwanga wa chanzo S kwenye uwazi. Picha halisi iliyopanuliwa imeundwa kwenye skrini E. Ukuzaji wa kifaa cha kukadiria kinaweza kubadilishwa kwa kuvuta ndani au nje ya skrini E huku ukibadilisha wakati huo huo umbali kati ya uwazi D na lenzi O.

Lenses rahisi ni za aina mbili tofauti: chanya na hasi. Aina hizi mbili pia hujulikana kama kukusanya na kusambaza kwa sababu lenzi chanya hukusanya mwanga na kuunda taswira ya chanzo, huku lenzi hasi hutawanya mwanga.

Tabia za lenses rahisi

Kulingana na fomu, zipo Kusanya(chanya) na kutawanyika lenzi (hasi). Kundi la lenses za kukusanya kawaida hujumuisha lenses ambazo katikati ni nene zaidi kuliko kingo zao, na kikundi cha lenses za kutawanya ni lenses ambazo kingo zake ni nene kuliko katikati. Kumbuka kuwa hii ni kweli tu ikiwa faharisi ya refractive ya nyenzo ya lenzi ni kubwa kuliko ile ya mazingira. Ikiwa index ya refractive ya lens iko chini, hali itabadilishwa. Kwa mfano, Bubble ya hewa ndani ya maji ni lensi inayoeneza ya biconvex.

Lenses ni sifa, kama sheria, kwa nguvu zao za macho (kipimo cha diopta), au urefu wa kuzingatia.

Kwa ajili ya ujenzi wa vifaa vya macho na upungufu wa macho uliorekebishwa (haswa chromatic kutokana na utawanyiko wa mwanga - achromats na apochromats), mali nyingine za lenses na vifaa vyao pia ni muhimu, kwa mfano, index ya refractive, mgawo wa utawanyiko, upitishaji wa nyenzo katika safu ya macho iliyochaguliwa. .

Wakati mwingine mifumo ya macho ya lenzi/lenzi (vinzani) imeundwa mahsusi kwa ajili ya matumizi katika mazingira yenye faharasa ya juu kiasi ya kuakisi (tazama darubini ya kuzamishwa, vimiminiko vya kuzamishwa).

Aina za lenzi: Kukusanya: 1 - biconvex 2 - plano-convex 3 - concave-convex (chanya (convex) meniscus) Kutawanya: 4 - biconcave 5 - ndege-concave 6 - convex-concave (hasi (concave) meniscus)

Kutumia lenzi kuunda upya sehemu ya mbele ya wimbi. Hapa sehemu ya mbele ya ndege inakuwa ya duara inapopitia kwenye lenzi

Lenzi ya convex-concave inaitwa meniscus na inaweza kuwa ya pamoja (hunenepa kuelekea katikati), ikisambaa (hunenepa kuelekea kingo) au telescopic (urefu wa kuzingatia ni sawa na infinity). Kwa hiyo, kwa mfano, lenses za glasi kwa myopia ni kawaida menisci hasi.

Kinyume na maoni potofu maarufu, nguvu ya macho ya meniscus yenye radii sawa sio sifuri, lakini chanya, na inategemea index ya refractive ya kioo na unene wa lens. Meniscus, vituo vya curvature ya nyuso ambazo ziko katika hatua moja, inaitwa lens ya kuzingatia (nguvu ya macho daima ni hasi).

Kipengele tofauti cha lenzi ya kukusanya ni uwezo wa kukusanya tukio la mionzi kwenye uso wake katika hatua moja iko upande wa pili wa lenzi.

Mambo makuu ya lens: NN - mhimili wa macho - mstari wa moja kwa moja unaopita katikati ya nyuso za spherical zilizofunga lens; O - kituo cha macho - hatua ambayo kwa biconvex au biconcave (yenye radii ya uso sawa) lenses iko kwenye mhimili wa macho ndani ya lens (katikati yake). Kumbuka... Njia ya miale inaonyeshwa kama katika lenzi iliyoboreshwa (nyembamba), bila kuonyesha kinzani kwenye kiolesura halisi. Zaidi ya hayo, picha iliyotiwa chumvi ya lenzi ya biconvex inaonyeshwa.

Ikiwa sehemu ya kuangaza S imewekwa kwa umbali fulani mbele ya lenzi ya kukusanya, basi mwangaza unaoelekezwa kando ya mhimili utapita kwenye lenzi bila kurudisha nyuma, na miale isiyopita katikati itarudishwa kuelekea mhimili wa macho na kuingiliana. ni wakati fulani F, ambayo na itakuwa picha ya uhakika S. Hatua hii inaitwa kuzingatia conjugate, au kwa urahisi kuzingatia.

Ikiwa mwanga utaanguka kwenye lenzi kutoka kwa chanzo cha mbali sana, mionzi ambayo inaweza kuwakilishwa kama boriti inayofanana, basi, baada ya kuiondoa, miale hiyo itarudishwa kwa pembe kubwa na hatua F itasogea kwenye mhimili wa macho karibu. kwa lenzi. Chini ya hali hizi, hatua ya makutano ya mionzi inayojitokeza kutoka kwenye lens inaitwa kuzingatia F ', na umbali kutoka katikati ya lenzi ili kuzingatia ni urefu wa kuzingatia.

Mionzi inayoanguka kwenye lensi inayoeneza, ikiiacha, itarudishwa kuelekea kingo za lensi, ambayo ni, kutawanyika. Ikiwa miale hii itaendelea kwa mwelekeo tofauti kama inavyoonyeshwa kwenye takwimu na mstari wa nukta, basi itaungana kwa hatua moja F, ambayo itakuwa. kuzingatia lenzi hii. Mtazamo huu utakuwa wa kufikirika.

Mtazamo wa kufikiria wa lenzi inayoeneza

Nini imesemwa juu ya kuzingatia mhimili wa macho inatumika kwa kesi hizo wakati picha ya hatua iko kwenye mstari wa oblique unaopita katikati ya lens kwa pembe kwa mhimili wa macho. Ndege perpendicular kwa mhimili wa macho iko kwenye lengo la lens inaitwa ndege ya msingi.

Lenses za kukusanya zinaweza kuelekezwa kwa kitu kwa upande wowote, kwa sababu ambayo mionzi, baada ya kupitia lens, inaweza kukusanywa kutoka kwa moja na nyingine ya pande zake. Kwa hivyo, lenzi ina malengo mawili - mbele na nyuma... Ziko kwenye mhimili wa macho kwenye pande zote za lens kwenye urefu wa kuzingatia kutoka kwa pointi kuu za lens.

a) Aina za lensi.

Lenzi za macho ambazo ni nene katikati kuliko ukingo huitwa kuungana; kinyume chake, ikiwa makali ni makubwa zaidi kuliko katikati, basi lenses hufanya kama

kutawanyika. Kwa fomu sehemu ya msalaba kutofautisha kati ya: biconvex, plano-convex, concave-convex kukusanya lenses; biconcave, plano-concave, convex-concave diffusing lenzi.

Lenzi nyembamba katika makadirio ya kwanza zinaweza kuzingatiwa kama prism mbili nyembamba zilizokunjwa (Mchoro 217, 218). Njia ya miale inaweza kufuatiliwa kwenye washer wa Hartl.

Kukusanya lenzi huzingatia miale sambamba katika hatua moja nyuma ya lenzi, kwa kuzingatia (Mchoro 219)

Lensi ya kueneza hubadilisha mionzi inayofanana ya miale kuwa boriti inayojitenga ambayo inaonekana kwenda nje ya lengo (Mchoro 220).

Tofauti na prismatic na diffusers nyingine, lenses katika vifaa vya taa ni karibu kila mara kutumika kwa ajili ya taa doa. Kwa kawaida, mifumo ya macho inayotumia lenzi inajumuisha kiakisi (reflector) na lensi moja au zaidi.

Lenses za kukusanya huelekeza mwanga kutoka kwa nafasi kitovu chanzo ndani ya miale sambamba ya mwanga. Kama sheria, hutumiwa katika miundo ya taa pamoja na kiakisi. Reflector inaongoza mwanga wa mwanga kwa namna ya boriti katika mwelekeo unaotaka, na lens huzingatia (hukusanya) mwanga. Umbali kati ya lenzi ya kukusanya na chanzo cha mwanga kwa kawaida hutofautiana, kuruhusu pembe inayopatikana ili kurekebishwa.

Mfumo wa chanzo cha mwanga na lenzi ya kukusanya (kushoto) na mfumo sawa wa chanzo na lenzi ya Fresnel (kulia). Pembe ya flux ya mwanga inaweza kubadilishwa kwa kubadilisha umbali kati ya lens na chanzo cha mwanga.

Lenzi za Fresnel zinajumuisha sehemu tofauti zinazoungana zenye umbo la pete. Walipata jina lao kwa heshima ya mwanafizikia wa Kifaransa Augustin Fresnel, ambaye alikuwa wa kwanza kupendekeza na kutekeleza kwa vitendo muundo huo katika vifaa vya taa vya taa. Athari ya macho ya lenses vile inalinganishwa na ile ya lenses za jadi na sura sawa au curvature.

Walakini, lenzi za Fresnel zina faida kadhaa kutokana na ambazo hupata maombi pana katika miundo ya taa. Hasa, wao ni nyembamba sana na ni nafuu kutengeneza kuliko kukusanya lenses. Wabunifu Francisco Gomez Paz na Paolo Rizzatto hawakushindwa kuchukua fursa ya vipengele hivi katika kazi zao kwenye safu mkali na ya kichawi.

“Laha” za Hope, kama anavyoziita Gomez Paz, si kitu zaidi ya lenzi nyembamba na kubwa zinazotawanyika za Fresnel ambazo huunda mng’ao wa ajabu, unaometa na wenye sura tatu kwa kuvikwa na filamu ya policarbonate yenye muundo wa microprism.

Paolo Rizzatto alielezea mradi huo kama ifuatavyo:
"Kwa nini vinara vya kioo vimepoteza umuhimu wao? Kwa sababu ni ghali sana, ni vigumu sana kushughulikia na kutengeneza. Tumetenganisha wazo lenyewe kuwa vijenzi na kusasisha kila moja yao."

Na hivi ndivyo alivyosema mwenzake kuhusu hili:
"Miaka michache iliyopita, umakini wetu ulivutwa kwa uwezekano wa ajabu wa lenzi za Fresnel. Vipengele vyao vya kijiometri hufanya iwezekanavyo kupata sifa za macho sawa na katika lenses za kawaida, lakini juu ya uso wa gorofa kabisa wa petals.

Walakini, matumizi ya lensi za Fresnel kuunda vile bidhaa za kipekee zinazochanganya mradi mkubwa wa kubuni na ufumbuzi wa kisasa wa teknolojia bado ni nadra.

Lenses kama hizo hutumiwa sana katika taa za hatua na taa, ambapo hukuruhusu kuunda sehemu isiyo sawa ya mwanga na kingo laini, ikichanganya vizuri na muundo wa jumla wa mwanga. Siku hizi, pia wameenea katika mipango ya taa ya usanifu, katika hali ambapo marekebisho ya mtu binafsi ya angle ya mwanga inahitajika, wakati umbali kati ya kitu kilichoangazwa na luminaire inaweza kutofautiana.

Utendaji wa macho wa lenzi ya Fresnel ni mdogo na kinachojulikana kuwa upungufu wa chromatic, ambao hutokea kwenye makutano ya makundi yake. Kwa sababu yake, mpaka wa upinde wa mvua huonekana kwenye kingo za picha za vitu. Ukweli kwamba kipengele cha lenzi kinachoonekana kuwa na dosari kimegeuzwa kuwa fadhila ndani Tena inasisitiza nguvu ya mawazo ya ubunifu ya waandishi na mtazamo wao kwa undani.

Muundo wa taa ya taa inayotumia lenzi za Fresnel. Picha inaonyesha muundo wa pete ya lensi.

Mifumo ya makadirio hujumuisha kiakisi cha duara au mchanganyiko wa kiakisi kimfano na kondesa ambayo huelekeza mwanga kwenye kolimita, ambayo inaweza pia kuongezewa viambajengo vya macho. Kisha mwanga unaonyeshwa kwenye ndege.

Mifumo ya kuangazia: Kolimatia yenye mwanga sawa (1) huelekeza mkondo wa mwanga kupitia mfumo wa lenzi (2). Kushoto - kiakisi kimfano, na kiwango cha juu ufanisi wa mwanga, upande wa kulia - condenser ambayo inakuwezesha kufikia azimio la juu.

Ukubwa wa picha na angle ya mwanga imedhamiriwa na vipengele vya collimator. Mapazia rahisi au diaphragms ya iris, huunda mihimili ya mwanga ukubwa tofauti... Vinyago vya njia vinaweza kutumika kutengeneza njia tofauti za mwangaza. Unaweza kutayarisha nembo au picha kwa kutumia lenzi ya gobo iliyo na miundo iliyochapishwa.

Pembe tofauti za ukubwa wa mwanga au picha zinaweza kuchaguliwa kulingana na urefu wa kuzingatia wa lenses. Tofauti na taa za taa kwa kutumia lenses za Fresnel, inawezekana kuunda mihimili ya mwanga na contours wazi hapa. Unaweza kufikia muhtasari laini kwa kubadilisha mwelekeo.

Mifano ya vifaa vya ziada(kutoka kushoto kwenda kulia): lenzi ili kuunda mwangaza mpana, lenzi ya uchongaji kuunda boriti ya mviringo, kigeuza gombo na lenzi ya asali ili kupunguza mng'aro.

Lenzi zilizopigwa hubadilisha miale ya mwanga ili iwe mahali fulani kati ya mwanga "hata" wa lenzi za Fresnel na "ngumu" ya lenzi ya plano-convex. Lenses zilizopigwa zina uso wa convex, lakini depressions zilizopigwa hufanywa kwa upande wa uso wa gorofa, na kutengeneza miduara ya kuzingatia.

Sehemu za mbele za hatua (riza) za miduara ya kuzingatia mara nyingi huwa opaque (ama rangi juu au kuwa na uso wa matte iliyokatwa), ambayo inafanya uwezekano wa kukata mionzi iliyotawanyika ya taa na kuunda boriti ya mionzi inayofanana.

Taa za Fresnel huunda sehemu isiyo sawa ya mwanga na kingo laini na halo kidogo mahali hapo, na kuifanya iwe rahisi kuchanganya na vyanzo vingine vya mwanga ili kuunda hali ya asili ya mwanga. Ndio maana projekta zilizo na lensi za Fresnel hutumiwa kwenye sinema.

Taa za mafuriko zilizo na lenzi mbonyeo bapa, ikilinganishwa na taa zilizo na lenzi ya Fresnel, huunda sehemu inayofanana zaidi na mpito usiotamkwa kidogo kwenye kingo za sehemu ya mwanga.

Tembelea blogu yetu ili kujifunza mambo mapya kuhusu taa na muundo wa taa.

Tunajua kuwa nuru, inayoanguka kutoka kwa njia moja ya uwazi hadi nyingine, inarudiwa - hii ni jambo la kukataa mwanga. Zaidi ya hayo, pembe ya refraction ni chini ya angle ya matukio wakati mwanga unaingia katikati ya macho ya denser. Hii ina maana gani na inawezaje kutumika?

Ikiwa tunachukua kipande cha kioo na kingo zinazofanana, kwa mfano, kioo cha dirisha, basi tunapata uhamisho mdogo wa picha inayoonekana kupitia dirisha. Hiyo ni, wakati wa kuingia kwenye glasi, mionzi ya mwanga itabadilishwa, na kuanguka tena angani, itabadilishwa tena kwa maadili ya awali ya angle ya matukio, tu wakati huo huo itabadilika kidogo. na ukubwa wa uhamisho itategemea unene wa kioo.

Ni wazi, kutoka kwa jambo kama hilo matumizi ya vitendo Kidogo. Lakini ikiwa tunachukua kioo, ndege ambazo zinaelekea kwa kila mmoja, kwa mfano, prism, basi athari itakuwa tofauti kabisa. Miale inayopita kwenye prism huwa inarudishwa kwa msingi wake. Ni rahisi kuangalia.

Ili kufanya hivyo, chora pembetatu, na chora miale inayoingia pande zake zote za upande. Kwa kutumia sheria ya kukataa mwanga, wacha tufuate njia zaidi ya miale. Baada ya kufanya utaratibu huu mara kadhaa chini maana tofauti angle ya matukio, tutagundua kwamba bila kujali ni angle gani boriti inaingia kwenye prism, kwa kuzingatia refraction mara mbili kwenye pato, bado itageuka kwenye msingi wa prism.

Lensi na sifa zake

Mali hii ya prism hutumiwa sana kifaa rahisi, kuruhusu kudhibiti mwelekeo wa fluxes mwanga - lens. Lenzi ni mwili wenye uwazi unaofungwa pande zote mbili na nyuso za mwili zilizopinda. Fikiria kifaa na kanuni ya uendeshaji wa lenses katika kozi ya fizikia ya daraja la nane.

Kwa kweli, lenzi iliyokatwa inaweza kuonyeshwa kama prismu mbili zilizorundikwa juu ya nyingine. Athari ya macho ya lens inategemea sehemu gani za prisms hizi ziko kwa kila mmoja.

Aina za lensi katika fizikia

Licha ya aina kubwa, kuna aina mbili tu za lenses katika fizikia: convex na concave, au kukusanya na kutawanya lenses, kwa mtiririko huo.

Lens convex, yaani, lens kukusanya, ina makali nyembamba zaidi kuliko katikati. Lenzi inayokusanya sehemu-mkato ina miche miwili iliyounganishwa na besi, ili miale yote inayopita ndani yake iungane kuelekea katikati ya lenzi.

Katika lens ya concave, kando, kwa upande mwingine, daima ni nene zaidi kuliko katikati. Lensi ya kutawanya inaweza kuwakilishwa kama prism mbili zilizounganishwa na wima zao, na, ipasavyo, miale inayopita kwenye lensi kama hiyo itatofautiana kutoka katikati.

Watu waligundua mali sawa ya lenses muda mrefu uliopita. Matumizi ya lenzi yaliruhusu mtu kubuni aina mbalimbali za vifaa vya macho na vifaa vinavyorahisisha maisha na kusaidia katika maisha ya kila siku na uzalishaji.

Lenzi inayoitwa mwili wa uwazi, unaofungwa na nyuso mbili za spherical. Ikiwa unene wa lensi yenyewe ni ndogo ikilinganishwa na radii ya curvature ya nyuso za spherical, basi lens inaitwa. nyembamba .

Lenses zinajumuishwa katika karibu vyombo vyote vya macho. Lenzi ni Kusanya na kutawanyika ... Lens ya kukusanya katikati ni nene zaidi kuliko kwenye kando, lens ya kutofautiana, kinyume chake, ni nyembamba katika sehemu ya kati (Mchoro 3.3.1).

Mstari unaopita katikati ya curvature O 1 na O Nyuso 2 za spherical, zinazoitwa mhimili mkuu wa macho lenzi. Kwa upande wa lenzi nyembamba, tunaweza takriban kudhani kuwa mhimili mkuu wa macho huingiliana na lensi kwa wakati mmoja, ambayo kawaida huitwa. kituo cha macho lenzi O... Nuru ya mwanga hupita katikati ya macho ya lens bila kupotoka kutoka kwa mwelekeo wa awali. Mistari yote ya moja kwa moja inayopita katikati ya macho inaitwa shoka za sekondari za macho .

Ikiwa boriti ya mionzi inayofanana na mhimili mkuu wa macho inaelekezwa kwa lens, kisha baada ya kupitia lens, mionzi (au kuendelea) itakusanyika kwa wakati mmoja. F, ambayo inaitwa lengo kuu lenzi. Lenzi nyembamba ina mwelekeo kuu mbili, ziko kwa ulinganifu kwenye mhimili mkuu wa macho kwa heshima na lenzi. Kwa kukusanya lenses, hila ni za kweli, kwa kutawanya, ni za kufikiria. Mihimili ya miale inayofanana na shoka moja ya upande wa macho, baada ya kupita kwenye lenzi, pia inalenga kwa uhakika. F", ambayo iko kwenye makutano ya mhimili wa sekondari na ndege ya msingi F, yaani, ndege perpendicular kwa mhimili kuu wa macho na kupita kwa lengo kuu (Mchoro 3.3.2). Umbali kati ya kituo cha macho cha lenzi O na lengo kuu F inayoitwa urefu wa kuzingatia. Inaonyeshwa kwa barua sawa F.

Mali kuu ya lenses ni uwezo wa kutoa picha za vitu ... Picha ni moja kwa moja na iliyogeuzwa , halali na wa kufikirika , katika kukuzwa na kupunguzwa .

Msimamo wa picha na tabia yake inaweza kuamua kwa kutumia ujenzi wa kijiometri. Ili kufanya hivyo, tumia mali ya mionzi ya kawaida, njia ambayo inajulikana. Hizi ni mionzi inayopita katikati ya macho au moja ya foci ya lens, pamoja na mionzi inayofanana na kuu au moja ya shoka za sekondari za macho. Mifano ya miundo kama hii imeonyeshwa kwenye Mtini. 3.3.3 na 3.3.4.

Kumbuka kwamba baadhi ya mihimili ya kawaida inayotumiwa kwenye mtini. 3.3.3 na 3.3.4 kwa picha, usipite kwenye lens. Mionzi hii haishiriki kabisa katika uundaji wa picha, lakini inaweza kutumika kwa ujenzi.

Msimamo wa picha na asili yake (halisi au ya kufikiria) pia inaweza kuhesabiwa kwa kutumia muundo wa lensi nyembamba ... Ikiwa umbali kutoka kwa kitu hadi lenzi unaonyeshwa na d, na umbali kutoka kwa lenzi hadi picha kupitia f, basi formula ya lenzi nyembamba inaweza kuandikwa kama:

Thamani D kinyume cha urefu wa kuzingatia. zinaitwa nguvu ya macho lenzi. Kitengo cha kipimo cha nguvu ya macho ni diopta (diopta). Diopter ni nguvu ya macho ya lenzi yenye urefu wa mta 1:

Diopta 1 = m -1.

Fomu ya lens nyembamba ni sawa na kioo cha spherical. Inaweza kupatikana kwa miale ya paraxial kutoka kwa kufanana kwa pembetatu kwenye Mtini. 3.3.3 au 3.3.4.

Ni desturi kutaja ishara fulani kwa urefu wa kuzingatia wa lenses: kwa lens ya kukusanya F> 0, kwa kutawanya F < 0.

Kiasi d na f pia kutii sheria fulani ya ishara:

d> 0 na f> 0 - kwa vitu halisi (yaani, vyanzo vya mwanga halisi, sio upanuzi wa mionzi inayozunguka nyuma ya lens) na picha;

d < 0 и f < 0 - для мнимых источников и изображений.

Kwa kesi iliyoonyeshwa kwenye Mtini. 3.3.3, tunayo: F> 0 (lenzi inayobadilika), d = 3F> 0 (kipengee halali).

Kutumia formula nyembamba ya lensi, tunapata: kwa hivyo picha ni halali.

Katika kesi iliyoonyeshwa kwenye Mtini. 3.3.4, F < 0 (линза рассеивающая), d = 2|F| > 0 (kipengee halali), , yaani picha ni ya kufikirika.

Kulingana na nafasi ya kitu kuhusiana na lens, vipimo vya mstari wa picha hubadilika. Ukuzaji wa mstari lenzi Γ huitwa uwiano wa vipimo vya mstari wa picha h" na somo h... Thamani h" Kama ilivyo kwa kioo cha duara, ni rahisi kugawa ishara za kuongeza au kupunguza kulingana na ikiwa picha iko sawa au imegeuzwa. ukubwa h daima inachukuliwa kuwa chanya. Kwa hivyo, kwa picha za moja kwa moja Γ> 0, kwa Γ iliyogeuzwa< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

Katika mfano unaozingatiwa na lensi ya kukusanya (Mchoro 3.3.3): d = 3F > 0, , kwa hiyo, - picha imegeuzwa na kupunguzwa kwa mara 2.

Katika mfano na lenzi inayoeneza (Mchoro 3.3.4): d = 2|F| > 0, ; kwa hiyo, picha ni sawa na kupunguzwa kwa mara 3.

Nguvu ya macho D lenzi inategemea radii zote mbili za curvature R 1 na R 2 ya nyuso zake za duara, na kwenye faharasa ya refractive n nyenzo ambayo lensi hufanywa. Kozi za macho zinathibitisha fomula ifuatayo:

Radi ya curvature ya uso wa convex inachukuliwa kuwa chanya, concave - hasi. Njia hii hutumiwa katika utengenezaji wa lenses na nguvu fulani ya macho.

Katika vifaa vingi vya macho, mwanga hupita sequentially kupitia lenses mbili au zaidi. Picha ya kitu, iliyotolewa na lenzi ya kwanza, hutumika kama kitu (halisi au cha kufikiria) kwa lenzi ya pili, ambayo huunda picha ya pili ya kitu. Picha hii ya pili pia inaweza kuwa halisi au ya kufikirika. Hesabu ya mfumo wa macho wa lenzi mbili nyembamba hupunguzwa kwa matumizi ya mara mbili ya formula ya lenzi, wakati umbali. d 2 kutoka picha ya kwanza hadi lenzi ya pili inapaswa kuwekwa sawa na l - f 1, wapi l ni umbali kati ya lensi. Thamani inayohesabiwa kwa fomula ya lenzi f 2 huamua nafasi ya picha ya pili na tabia yake ( f 2> 0 - picha halisi, f 2 < 0 - мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из двух линз равно произведению линейных увеличений обеих линз: Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл, изменяются только угловые расстояния.

Kesi maalum ni njia ya telescopic ya mionzi katika mfumo wa lensi mbili, wakati kitu na picha ya pili ziko kwenye umbali mkubwa sana. Njia ya telescopic ya mihimili hugunduliwa ndani darubini - Bomba la astronomia la Kepler na bomba la kidunia la Galileo .

Lenzi nyembamba zina hasara kadhaa ambazo huzuia picha za ubora wa juu kupatikana. Upotovu unaotokea wakati wa kuunda picha huitwa kupotoka ... Ya kuu ni - ya duara na kromatiki kupotoka. Upungufu wa spherical unaonyeshwa kwa ukweli kwamba katika kesi ya mihimili ya mwanga pana, miale iliyo mbali na mhimili wa macho huivuka bila kuzingatia. Fomula ya lenzi nyembamba ni halali tu kwa mihimili iliyo karibu na mhimili wa macho. Picha ya chanzo cha sehemu ya mbali kilichoundwa na miale pana iliyokatwa na lenzi imetiwa ukungu.

Ukosefu wa kromatiki hutokea kwa sababu fahirisi ya refractive ya nyenzo ya lenzi inategemea urefu wa wimbi λ ya mwanga. Sifa hii ya vyombo vya habari vya uwazi inaitwa utawanyiko. Urefu wa kuzingatia wa lenzi ni tofauti kwa mwanga na urefu tofauti wa mawimbi, ambayo husababisha ukungu wa picha wakati wa kutumia mwanga usio na monochromatic.

Katika vifaa vya kisasa vya macho, sio lensi nyembamba hutumiwa, lakini mifumo ngumu ya lensi nyingi, ambayo inawezekana kwa takriban kuondoa upotovu kadhaa.

Uundaji wa picha halisi ya kitu na lensi ya kukusanya hutumiwa katika vifaa vingi vya macho, kama vile kamera, projekta, nk.

Kamera ni chumba kilichofungwa kisicho na mwanga. Picha ya vitu vinavyopigwa picha huundwa kwenye filamu ya picha na mfumo wa lenzi unaoitwa lenzi ... Shutter maalum inakuwezesha kufungua lens wakati wa mfiduo.

Upekee wa kamera ni kwamba kwenye filamu ya gorofa ya picha, picha za kutosha za kutosha za vitu katika umbali tofauti zinapaswa kupatikana.

Katika ndege ya filamu, picha tu za vitu kwa umbali fulani hupatikana kwa kasi. Kuzingatia kunapatikana kwa kusonga lens inayohusiana na filamu. Picha za pointi ambazo hazijalala kwenye ndege ya lengo kali zimefichwa kwa namna ya miduara ya kutawanya. Ukubwa d miduara hii inaweza kupunguzwa kwa diaphragming lens, i.e. kupungua shimo la jamaaa / F(Mtini. 3.3.5). Hii inasababisha kuongezeka kwa kina cha shamba.

Kielelezo 3.3.5. Kamera

Vifaa vya makadirio iliyoundwa kwa picha kubwa. Lenzi O projector inaangazia taswira ya kitu bapa (uwazi D) kwenye skrini ya mbali E (Mchoro 3.3.6). Mfumo wa lenzi K kuitwa condenser , iliyoundwa ili kuzingatia mwanga wa chanzo S juu ya uwazi. Picha halisi iliyopanuliwa imeundwa kwenye skrini E. Ukuzaji wa kifaa cha makadirio kinaweza kubadilishwa kwa kuvuta ndani au nje ya skrini ya E huku ukibadilisha umbali kati ya uwazi. D na lenzi O.