Imagine într-o lentilă concavă. Imagine virtuală

Imagine reală

Imagine optică- o imagine obținută ca urmare a trecerii razelor de lumină care se propagă de la un obiect printr-un sistem optic, și care reproduce contururile și detaliile acestuia.

În practică, ei schimbă adesea scara imaginii obiectelor și o proiectează pe o suprafață.

Corespondența cu un obiect se realizează atunci când fiecare dintre punctele sale este reprezentat de un punct, cel puțin aproximativ. În acest caz, se disting două cazuri: o imagine reală și o imagine virtuală.

Imagine reală este creat atunci când, după toate reflexiile și refracțiile, razele care ies dintr-un punct al unui obiect sunt colectate într-un punct.

Imaginea reală nu poate fi văzută direct, dar o proiecție a acesteia poate fi văzută pur și simplu prin plasarea unui ecran de difuzie. Realul este creat de sisteme optice precum un obiectiv (de exemplu, un proiector de film sau o cameră) sau o lentilă pozitivă.

Imagine virtuală - ceva ce se vede cu ochiul. În acest caz, fiecare punct al obiectului corespunde unui fascicul de raze care iese din sistemul optic, care, dacă ar fi extins înapoi în linii drepte, ar converge într-un punct; se pare că fasciculul iese de acolo. O imagine virtuală este creată de sisteme optice precum binoclu, microscoape, lentile negative sau pozitive (lupe), precum și o oglindă plată.

În orice sistem optic real, aberațiile sunt inevitabil prezente, drept urmare razele (sau prelungirile lor) nu converg perfect într-un punct și, în plus, nu converg cât mai aproape posibil exact acolo unde ar trebui. Imaginea se dovedește oarecum neclară și nu este complet similară din punct de vedere geometric cu obiectul; Alte defecte sunt posibile.

Un fascicul de raze care se abate de la sau converge într-un punct se numește homocentric. Ea corespunde unei unde luminoase sferice. Sarcina majorității sistemelor optice este de a transforma fasciculele homocentrice divergente în unele homocentrice, creând astfel o imagine imaginară sau reală, cel mai adesea la o scară diferită în raport cu obiectul.

Imagine stigmatică (din greaca veche. στίγμα - înțepătură, cicatrice) - o imagine optică, fiecare punct al cărei punct corespunde unui punct al obiectului reprezentat de sistemul optic.

O imagine stigmatică nu este neapărat similară din punct de vedere geometric cu obiectul reprezentat, dar dacă este similară, o astfel de imagine se numește ideală. Acest lucru este posibil numai cu condiția ca toate aberațiile să fie absente sau eliminate în sistemul optic și că este posibil să se neglijeze proprietățile undei ale luminii. Un sistem optic care creează imagine perfectă, se numește sistem optic ideal. Sistemele centrate, în care imaginea este obținută folosind fascicule de lumină monocromatice și paraxiale, pot fi considerate aproximativ ideale.

Note

Literatură

Enciclopedia fizică, Vol. II. M., " Enciclopedia sovietică", 1990. (Articolul „Imagine optică.”)
Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Manual de fizică. - M.: „Știință”, Ed. firma „Fiz.-matematică. lit.”, 1996.
Sivukhin D.V. Curs de fizica generala. Optica. M., „Știință”, 1985.
Volosov D.S. Optica fotografica. M., „Iskusstvo”, 1971.

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este o „imagine reală” în alte dicționare:

Vezi art. Imagine optică... Dicţionar enciclopedic mare

- (vezi IMAGINE OPTICĂ). Fizic Dicţionar enciclopedic. M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A. M. Prohorov. 1983... Enciclopedie fizică

Vezi articolul Imagine optică. * * * IMAGINEA REALĂ IMAGINEA REALĂ, vezi art. Imagine optică (vezi IMAGINE OPTĂ)... Dicţionar enciclopedic

imagine reală- realusis vaizdas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. imagine reală; imagine adevărată vok. reelles Bild, n; wirkliches Bild, n rus. imagine reală, n; imagine adevărată, n pranc. imagine real, f … Fizikos terminų žodynas

Vezi imaginea optică... Marea Enciclopedie Sovietică

Vezi art. Imagine optică...

Poza obtinuta in urma trecerii prin sistem optic razele care se răspândesc dintr-un obiect și reproducând contururile și detaliile acestuia. In practica folosind I. o. profitați de capacitatea de a schimba scara imaginilor obiectelor... ... Enciclopedie fizică

IMAGINE OPTICĂ, imaginea unui obiect folosind un dispozitiv optic. Imaginea reală este formată dintr-un set de puncte în care converg razele de lumină care trec printr-un dispozitiv optic. Prin punctele care formează o imagine virtuală... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

Imaginea optică este o imagine obținută ca urmare a razelor de lumină care se propagă de la un obiect care trece printr-un sistem optic și care reproduce contururile și detaliile acestuia. În practică, ele schimbă adesea scara imaginilor obiectelor și... ... Wikipedia

Imaginea unui obiect obținută ca urmare a acțiunii opticei sisteme asupra razelor de lumină emise sau reflectate de un obiect. Și despre. reproduce contururile și detaliile unui obiect cu anumite distorsiuni (aberații ale sistemelor optice). Există valabile Și… … Științele naturii. Dicţionar enciclopedic

Optica geometrică explică multe fenomene optice simple, cum ar fi apariția umbrelor și formarea imaginilor în instrumentele optice. Face posibilă examinarea relativ ușor a trecerii luminii prin orice sistem optic și dă

capacitatea de a rezolva o gamă largă de probleme practic importante folosind mijloace simple.

Cu toate acestea, pentru a rezolva probleme mai subtile, cum ar fi distribuția luminii în apropierea focarului sau rezoluția instrumentelor optice, este necesar să se depășească optica geometrică și să se țină cont de natura ondulatorie a luminii. După cum sa menționat deja în § 33, imaginea unei stele îndepărtate în planul focal al lentilei unui telescop nu este un punct, ci un punct de difracție.

Optica geometrică și proprietățile undei luminii. Conform conceptelor de optică geometrică, imaginea unui punct de pe un obiect este intersecția unui fascicul de raze. Totuși, în apropierea acestui punct de intersecție, curbura suprafeței undei devine atât de semnificativă încât nu mai poate fi considerată plată la distanțe de ordinul lungimii de undă. În apropierea unor astfel de puncte, condițiile de aplicabilitate a opticii geometrice nu sunt în mod evident îndeplinite: fluxul luminos nu poate fi colectat la un moment dat, deoarece aceasta ar duce la o iluminare infinit de mare, ceea ce de fapt nu se întâmplă.

Camera pinhole.În ce măsură proprietățile undei ale luminii distorsionează cele prezise optică geometrică Imaginea poate fi văzută folosind exemplul unui dispozitiv optic simplu - o cameră obscura.

Dispozitivul unei camere pinhole este prezentat schematic în Fig. 233. Este o cutie cu o mică gaură făcută într-unul din pereți. Acțiunea unei camere obscure, precum și existența umbrelor ascuțite de la obiecte opace cu o sursă de lumină mică, sunt fapte care indică propagarea rectilinie a luminii într-un mediu omogen.

Totuși, legea de bază a opticii geometrice - propagarea rectilinie a luminii - este valabilă doar pentru fascicule de lumină largi, strict vorbind, nelimitate. Orice limitare a lățimii fasciculului de lumină, care este inevitabilă în orice dispozitiv optic, duce în mod necesar la abateri de la optica geometrică și la manifestări ale proprietăților undei luminii.

Orez. 233. Diagrama unei camere pinhole

Alegerea diametrului optim al găurii pentru a obține cea mai clară imagine a obiectelor îndepărtate de pe ecran este o căutare a unui anumit compromis între optica ondulată și geometrică. Dacă lumina ar respecta cu adevărat legile opticii geometrice, atunci problema ar fi banală: cu cât gaura este mai mică, cu atât imaginea este mai clară. De fapt, un obiect îndepărtat poate fi împărțit mental în elemente separate și fiecare element poate fi considerat o sursă punctuală. O gaură în peretele frontal al camerei decupează un fascicul de raze de la sursa care lovește ecranul. Un fascicul de raze de la o telecomandă

Dar este imposibil să reduceți orificiul la infinit, nu numai pentru că aceasta reduce fluxul luminos și, în consecință, iluminarea imaginii, ci și pentru că mai devreme sau mai târziu natura ondulatorie a luminii va începe să afecteze. Difracția luminii de către orificiu duce la estomparea imaginii. Dacă reduceți gaura la o dimensiune comparabilă cu lungimea de undă a luminii, imaginea dispare complet și ecranul devine aproape uniform iluminat.

Să estimăm dimensiunea punctului de difracție de pe ecran, care poate fi considerată ca o imagine a unei surse punctuale îndepărtate, în cazurile în care este necesară utilizarea opticii unde. Acest lucru se poate face exact în același mod ca în § 33, unde a fost estimată dimensiunea imaginii de difracție a unei stele într-un telescop. Conform formulei (1) § 33, pentru unghiul de difracție 0, adică direcția spre marginea punctului central de difracție, avem

unde este diametrul găurii camerei obscura. Acest unghi determină dimensiunea liniară a punctului de difracție de pe ecranul unei camere pinhole. Dacă distanța de la gaură la ecran este egală atunci

Evident, dimensiunea găurii ar trebui redusă doar până când dimensiunea punctului de difracție este egală cu dimensiunea imaginii obținute în aproximarea optică geometrică. Reducerea suplimentară a găurii va duce doar la estomparea imaginii, adică la deteriorarea clarității.

Deci, cea mai bună claritate a imaginii este obținută atunci când diametrul găurii și dimensiunea punctului de difracție a sunt egale:

La L = 25 cm pentru lumina vizibilă, dimensiunea optimă a găurii este de 0,5 mm.

Fascicule de raze homocentrice și astigmatice. Când imaginăm obiecte în instrumente optice conform regulilor opticii geometrice, trebuie avut în vedere faptul că neclaritatea și distorsiunea apar nu numai din cauza difracției. Acest lucru se datorează în primul rând unei încălcări a homocentricității fasciculelor de raze. Un mănunchi de raze care trece printr-un punct se numește homocentric (Fig.

234). Toate fasciculele care ies din puncte individuale ale obiectului sunt homocentrice înainte de a intra în sistemul optic.

Când sunt reflectate într-o oglindă plată, razele își schimbă direcția, dar fasciculele rămân homocentrice. Observatorului i se pare că razele reflectate din oglindă ies dintr-un punct A, situat în spatele oglinzii simetric către punctul A.

Orez. 234. fascicule homocentrice divergente (a) și convergente (6).

După trecerea prin sistemul optic, fasciculele își pierd, de regulă, proprietatea de homocentricitate. Acest lucru se întâmplă chiar și atunci când lumina este refractă la o interfață plată între două medii. Ca urmare, fasciculul devine astigmatic. În grinzile astigmatice (Fig. 235), razele situate în două secțiuni axiale reciproc perpendiculare se intersectează în locuri diferite - de-a lungul a două segmente deplasate de-a lungul fasciculului cu o anumită distanță. Suprafețele de undă ale unui fascicul astigmatic ortogonal razelor au curbură dublă (diferite raze în Fig. 235) în contrast cu fasciculele homocentrice cu suprafețe de undă sferică. Deși, strict vorbind, la trecerea printr-un sistem optic, proprietatea de homocentricitate a fasciculului se pierde, aceasta se păstrează aproximativ în cazul practic important al fasciculelor de raze paraxiale în sisteme optice centrate, adică în sistemele formate din suprafețe sferice de refracție și reflexie. , ale căror centre se află pe aceeași linie dreaptă, numită axă optică. Fasciculele de raze se numesc paraxiale dacă razele formează unghiuri mici cu axa optică și intersectează suprafețe la distanțe de axă care sunt mici în comparație cu razele de curbură ale suprafețelor. Trecând prin sistemul optic, fasciculele paraxiale din diferite puncte ale obiectului formează imaginea sa optică, astfel încât fiecărui punct al obiectului să corespundă unui punct de imagine specific (Fig. 236).

Orez. 235. Fascicul astigmatic de raze

Orez. 236. Formarea imaginii într-un sistem optic

Oglindă sferică. Un fascicul paralel de raze incidente pe o oglindă sferică concavă, după reflectare, este colectat la un focar (Fig. 237a). Focalizarea se află în mijlocul segmentului care leagă centrul O al suprafeței oglinzii - centrul optic - și vârful P al oglinzii - polul. Distanța focală a oglinzii este unde este raza de curbură a oglinzii.

Pentru a construi o imagine a unui punct arbitrar A într-o oglindă sferică, este convenabil să folosiți următoarele raze (Fig. 2376):

Orez. 237. Oglindă concavă

1) un fascicul care trece prin centrul optic O; raza reflectată merge pe aceeași linie dreaptă înapoi;

2) fasciculul care trece prin focar, fasciculul reflectat este paralel cu axa optică;

3) fascicul paralel cu axa optică; raza reflectată trece prin focar

4) un fascicul incident pe stâlpul oglinzii; fasciculul reflectat este simetric cu fasciculul incident în raport cu axa optică

Distanța de la obiect la oglindă și distanța de la oglindă la imagine sunt legate de distanța focală prin relație

care se numește formula oglinzii sferice.

Când obiectul este situat la distanțe de la „z la” imaginea este de fapt inversată. Imaginea unui obiect situat mai aproape de focar, direct imaginar, mărită. Se află în spatele oglinzii (Fig. 231 c). Formula (1) este valabilă și în acest caz, dacă în ea se presupune că distanța până la imaginea virtuală este negativă

Un fascicul paralel de raze incidente pe o oglindă convexă este reflectat ca și cum toate razele părăsesc focarul (Fig. 238), situat în spatele oglinzii la distanță

Orez. 238. Oglindă convexă

Indiferent de locația obiectului, imaginea acestuia într-o oglindă convexă este imaginară directă, redusă și este situată în spatele oglinzii (mai aproape de focalizare).

Pentru a construi o imagine, se folosesc raze similare cu cele enumerate pentru o oglindă concavă. Formula (1) este valabilă și pentru o oglindă convexă dacă se presupune că distanța sa focală este negativă

Să subliniem încă o dată că regulile formulate pentru construirea imaginilor sunt valabile doar pentru razele paraxiale. Într-un fascicul larg, trei raze care formează unghiuri semnificative între ele nu se intersectează într-un punct.

Lentile. Axa optică principală a unei lentile se numește linie dreaptă care trece prin centrele de curbură ale suprafețelor sferice care delimitează lentila. Lentilele convergente sunt mai groase la mijloc decât la margini, lentilele divergente, dimpotrivă, sunt mai subțiri la mijloc (Fig. 239), când indicele de refracție al materialului lentilei este mai mare decât mediu inconjurator. O lentilă se numește subțire atunci când grosimea sa este neglijabilă în comparație cu razele de curbură ale suprafețelor sale și cu distanța de la obiect la lentilă. În acest caz, punctele de intersecție a suprafețelor sferice ale lentilei cu axa optică (Fig. 240a) sunt situate atât de aproape încât sunt luate ca un punct O, numit centrul optic al lentilei.

Orez. 239. Lentile convergente (a) și divergente (b).

Un fascicul de raze incident pe o lentilă colectoare, paralel cu axa optică, este colectat la focarul lentilei (Fig. 240a). Distanța focală a unui obiectiv depinde de razele sale de curbură

suprafețele de refracție și indicele de refracție al materialului lentilei. Pentru o lentilă biconvexă se calculează prin formula

Se presupune că lentila se află într-un mediu cu indice de refracție egal cu unitatea (vid, aer). Dacă una dintre suprafețe este plană, raza sa de curbură este

Orez. 240. (vezi scanare) Lentila convergente

Pentru o lentilă convex-concavă, raza suprafeței concave din formula (2) ar trebui să fie considerată negativă. Valoarea inversă

distanța focală se numește puterea optică a lentilei:

Puterea optică este exprimată în dioptrii (doptrii). O lentilă de 1 dioptrie are o distanță focală de 1 m.

Dacă un fascicul de raze paralel cu axa optică este îndreptat către o lentilă din partea opusă, acesta va converge într-un punct.Punctele sunt la aceeași distanță de lentilă dacă există același mediu pe ambele părți ale lentilei.

Pentru a construi o imagine, este convenabil să folosiți următoarele raze (Fig. 240b):

1) o rază care trece prin centrul optic al lentilei fără refracție;

2) fascicul paralel cu axa optică; dupa refractie trece prin focar

3) raza care trece prin focarul frontal F după refracție, raza este paralelă cu axa optică.

Un fascicul paralel de raze incidente pe lentilă la un unghi față de axa optică este colectat într-un punct situat în planul focal al lentilei (Fig. 240c).

Distanța de la obiect la lentilă și distanța de la lentilă la imagine sunt legate de distanța focală prin aceeași formulă ca și în cazul unei oglinzi sferice:

Această relație se numește formula lentilei.

Orez. 241. Lentila de difuzie

Dacă distanța până la obiect este mai mare decât distanța focală a lentilei, atunci imaginea este de fapt inversată și situată pe cealaltă parte a lentilei (Fig. 2406). Imaginea este redusă la și mărită la Dacă distanța până la obiect este mai mică decât distanța focală, imaginea este directă imaginară, mărită și situată pe aceeași parte a lentilei cu obiectul (Fig. 240d). Formula (3) este valabilă și pentru o imagine virtuală dacă se presupune că distanța până la aceasta este negativă.

Un fascicul de raze incidente pe o lentilă divergentă, paralelă cu axa optică, după ce refracția diverge ca și cum razele ar părăsi focarul din fața lentilei (Fig. 241a).

Imaginea formată de o lentilă divergentă este redusă direct imaginar pentru orice poziție a obiectului (Fig. 2416). Concentrează-te

Distanța lentilei divergente este calculată folosind aceeași formulă (2). Razele de curbură ale suprafețelor concave sunt substituite în ea cu un semn minus, iar pentru o lentilă divergentă puterea optică este, de asemenea, negativă. Poziția imaginii este găsită folosind formula (3). Deoarece oferă, adică, o imagine virtuală situată pe aceeași parte a lentilei cu obiectul.

Formarea unei imagini reale a unui obiect de către o lentilă convergentă explică principiul proiectării și funcționării multor instrumente optice, cum ar fi o cameră, un aparat de proiecție etc.

Aparat foto. Imaginea obiectelor fotografiate din cameră (de fapt inversată, de obicei redusă) este creată de obiectiv (Fig. 242).

Orez. 242. Camera

O singură lentilă are aberații cromatice și sferice, astigmatism și alte dezavantaje; prin urmare, obiectivul este un sistem cu mai multe lentile în care sunt corectate anumite aberații. Suprafețele lentilelor sunt acoperite cu un strat antireflex, care reduce pierderea de lumină din cauza reflexiilor. Acțiunea stratului se bazează pe fenomenul de interferență a luminii.

În planul filmului fotografic se obțin imagini clare ale obiectelor aflate la o anumită distanță de cameră (punctul A din fig. 242). Focalizarea se face prin mișcarea lentilei. Imaginile punctelor care nu se află în planul de vizare (punctul B din Fig. 242) sunt obținute sub formă de cercuri de împrăștiere. Dimensiunea acestor cercuri scade atunci când deschiderile obiectivului, adică atunci când deschiderea relativă scade, ceea ce duce la o creștere a adâncimii câmpului.

Cu toate acestea, atunci când diafragma este redusă, fluxul de lumină implicat în formarea imaginii scade, ceea ce necesită o creștere a vitezei obturatorului pentru expunerea normală a filmului. Cea mai mare diafragmă relativă atlx/P (cu diafragma complet deschisă) determină deschiderea obiectivului. Raportul de deschidere este egal cu pătratul raportului

Aparat de proiectie.Într-un aparat de proiecție, un obiect (diapozitivul D) este plasat la o distanță cuprinsă între

Faceți din lentilă, astfel încât pe ecranul E să fie creată o imagine inversată reală mărită (Fig. 243). Mărirea liniară, egală cu raportul dintre dimensiunea imaginii și dimensiunea obiectului, și astfel raportul folosind formula lentilei (3) poate fi scris sub forma

Acesta crește odată cu creșterea distanței față de ecran. Cu cât distanța focală a lentilei este mai mică, cu atât mărirea este mai mare.

Condensatorul K și oglinda 3 servesc la concentrarea fluxului de lumină de la sursă la lentilă.

Orez. 243. Aparat de proiectie

Condensatorul este proiectat astfel încât imaginea reală a corpului sursei luminoase pe care o creează să fie situată în diafragma obiectivului. Sursa este plasată în centrul de curbură al unei oglinzi sferice.

Instrumente pentru observații vizuale. Instrumentele optice utilizate pentru observații vizuale au propriile lor caracteristici.

Dimensiunea aparentă a obiectului în cauză este determinată de dimensiunea imaginii acestuia pe retină, în funcție de unghiul la care este văzut obiectul. Definiția unghiului de vizualizare 0 este clară din Fig. 244. Unghiul vizual nu poate fi mai mic decât o anumită valoare minimă, aproximativ egală cu 1, altfel ochiul nu poate rezolva două puncte, adică să le vadă separat.

Unghiul de vedere poate fi mărit prin apropierea ochiului de subiect. Pentru un ochi normal, este logic să apropii obiectul la cel mult 25 cm, adică la distanță. cea mai buna viziune, cel mai convenabil pentru vizualizarea detaliilor unui obiect.

La distanțe mai scurte, o persoană cu vedere normală are doar dificultăți în a-și acomoda ochiul. Dar dacă plasați o lentilă convergentă (lupă) în fața ochiului, atunci obiectul în cauză poate fi semnificativ

Orez. 244. Unghiul de vedere

apropie-l de ochi și astfel crește unghiul de vedere. Raportul dintre unghiul de vedere când se observă un obiect printr-un dispozitiv optic și unghiul de vedere când se observă cu ochiul liber la distanța de cea mai bună vedere se numește mărire a dispozitivului.

Lupă. Calea razelor la vizualizarea unui obiect printr-o lupă este prezentată în Fig. 245. Un obiect este plasat în fața lentilei la o distanță puțin mai mică decât distanța focală. Razele din orice punct al unui obiect, după refracția într-o lentilă, formează un mănunchi de raze divergente, ale căror continuare se intersectează într-un punct, creând o imagine virtuală. Această imagine este văzută de ochiul plasat direct în spatele lupei.

Orez. 245. Calea razelor într-o lupă

Când un obiect se mișcă ușor în apropierea focalizării, poziția imaginii virtuale se schimbă semnificativ, iar atunci când obiectul este aliniat cu focalizarea, se îndepărtează în general la infinit. Cu toate acestea, dimensiunea unghiulară este 0 a imaginii, așa cum se poate vedea din Fig. 245, dar rămâne aproape neschimbat. Prin urmare, poziția obiectului nu are practic niciun efect asupra măririi lupei, ci afectează doar acomodarea ochiului la vizualizarea unei imagini virtuale. Este ușor de observat că mărirea unei lupe este egală cu raportul dintre distanța de cea mai bună vedere și distanța focală

O lupă cu o distanță focală de 10 cm oferă o mărire cu o distanță focală de 5 cm - mărire

Microscop. Un microscop este folosit pentru a obține măriri mari. Sistemul optic al microscopului (Fig. 246) constă dintr-un obiectiv complex cu mai multe lentile cu o distanță focală de câțiva milimetri și un ocular cu o distanță focală de câțiva centimetri. Lentila creează o adevărată imagine mărită inversată a unui obiect situat direct în fața focalizării lentilei. Imaginea intermediară este privită prin ocular, ca printr-o lupă. Pentru a face acest lucru, ocularul este plasat astfel încât imaginea să fie în planul său focal (sau la o distanță puțin mai mică decât planul focal).

Mărire obiectivă unde este lungimea tubului microscopului, deoarece imaginea intermediară este situată în interiorul tubului în fața ocularului.Mărirea ocularului este ca o lupă. Mărire generală la microscop

Pentru a potrivi sistemul optic al microscopului cu ochiul observatorului, distanța focală a ocularului (pentru un anumit distanta focala lentila) trebuie aleasă astfel încât diametrul a fasciculului paralel de raze care iese din ocular, care emană dintr-un anumit punct al obiectului, să fie egal cu diametrul pupilei ochiului (sau să fie de două până la patru ori mai mic decât aceasta la observarea obiectelor luminoase). Această condiție impune o limitare a măririi permise a microscopului.La măriri mari, a devine mai mic decât diametrul pupilei și iluminarea imaginii pe retină scade.

Dimensiunea minimă a detaliilor obiectului vizibile la microscop este determinată de natura ondulatorie a luminii: imaginea unui punct luminos are forma unui cerc de difracție. Ca rezultat, punctele obiect ale căror distanțe sunt de ordinul lungimii de undă a luminii nu pot fi rezolvate. Utilizarea măririlor de peste 100x duce doar la o creștere a dimensiunii cercurilor de difracție observate și nu dezvăluie detalii noi ale obiectului.

Orez. 246. Microscop

Când se folosește o lupă și un microscop, se realizează o creștere a unghiului de vedere prin apropierea obiectului de sistemul optic. Dar uneori este imposibil să te apropii de obiect.

Acesta este cazul, de exemplu, la observarea corpurilor cerești. Apoi, folosind o lentilă mare numită obiectiv, se obține o imagine reală a corpului îndepărtat. Această imagine este mult mai mică decât obiectul în sine, dar vă puteți apropia ochiul de el și, prin urmare, puteți crește unghiul de vedere. Acest lucru creează un telescop cu o singură lentilă. Dacă această imagine este privită printr-o lupă (numită ocular), atunci ochiul poate fi adus și mai aproape de imaginea reală a unui obiect îndepărtat și, prin urmare, crește și mai mult unghiul de vedere.

Calea razelor în cel mai simplu telescop cu două lentile este prezentată în Fig. 247. Din fiecare punct al unui obiect îndepărtat intră în lentilă un fascicul de raze aproape paralel, ceea ce oferă o imagine a acestui punct în planul focal al lentilei. Pentru a evita solicitarea ochilor la observare, planul focal al lupei (ocularul) este de obicei combinat cu planul focal al lentilei.

Orez. 247. Calea razelor într-un telescop

Apoi, un fascicul paralel de raze incidente pe lentilă iese din ocular, de asemenea, paralel.

Lăsați obiectul să fie văzut cu ochiul liber sub un unghi c. Raportul dintre unghiul la care un obiect este vizibil printr-un telescop și unghiul se numește mărire a telescopului. Din fig. 247 este clar că această mărire este egală cu raportul dintre distanțe focale ale obiectivului și ocularului

Pentru a obține o mărire mare, aveți nevoie de o lentilă cu focalizare lungă și un ocular cu focalizare scurtă. Prin scăderea distanței focale a ocularului, puteți obține o mărire mai mare cu acest obiectiv.

Mărire normală a telescopului. Cu toate acestea, nu ar trebui să vă străduiți întotdeauna doar pentru o mărire ridicată. Acest lucru este util doar atunci când privim un obiect luminos care emite multă lumină. În cazul obiectelor slab luminate, cerințele sunt diferite. Să presupunem că nu luăm în considerare corpurile punctuale, cum ar fi stelele, ci cele extinse, cum ar fi suprafața unei planete. Este necesar ca iluminarea imaginii obtinute pe retina sa fie cat mai mare.

Este ușor de verificat că iluminarea imaginii unui obiect extins atunci când este observată cu telescopul nu poate fi mai mare decât atunci când este observată cu ochiul liber. De fapt, dacă mărirea telescopului este egală cu G, atunci aria imaginii de pe retină este de câteva ori mai mare decât atunci când se observă fără telescop. Care este fluxul luminos maxim care poate intra în ochi la o mărire dată? Diametrul unui fascicul paralel de raze care intră în ochi nu poate fi mai mare decât diametrul pupilei ochiului.De aceea, așa cum se poate observa din Fig. 248 fasciculul de raze care intră în ochi în fața telescopului nu poate avea un diametru mai mare decât

fluxul nu poate crește mai mult decât un factor din ceea ce se observă cu ochiul liber. Deci, atât aria imaginii de pe retină, cât și fluxul de lumină incident pe această zonă cresc cu un factor de doi, iar dacă pierderea de lumină în timpul reflectării și absorbției în lentile poate fi neglijată, atunci iluminarea imaginea nu se schimba.

Orez. 248. Pentru a determina fluxul luminos care intră în ochiul observatorului

Din raționamentul de mai sus, este clar că pentru a obține o mărire dată Γ, ar trebui să se folosească o lentilă cu un anumit diametru, care depășește de Γ ori diametrul pupilei ochiului. Dacă luăm o lentilă cu un diametru mai mare, atunci o parte din fluxul luminos colectat de aceasta, așa cum se poate vedea din Fig. 249, pur și simplu nu va intra în ochi. Dacă luați o lentilă cu un diametru mai mic, atunci la aceeași mărire fluxul de lumină care intră în ochi va scădea și iluminarea imaginii va deveni mai mică. Același lucru poate fi formulat diferit: pentru o lentilă de un diametru dat, indiferent de distanța sa focală, există o anumită mărire optimă, care se numește normală. Aceasta este cea mai mare mărire la care se obține o imagine de iluminare maximă posibilă.

Orez. 249. Spre definirea măririi normale

Astfel, telescopul și ochiul observatorului formează un singur sistem, toate elementele care trebuie să fie în concordanță între ele. Acest lucru este întotdeauna luat în considerare la proiectarea dispozitivelor optice. De exemplu, dacă dorim să avem un binoclu de câmp cu mărire de zece ori, atunci diametrul lentilelor obiectiv trebuie să fie de 10 ori mai mare decât diametrul pupilei ochiului. Dacă luăm că diametrul mediu al pupilei este de 5 mm, atunci lentila ar trebui să aibă un diametru de 5 cm.

Diametrul pupilei ochiului nu este o valoare constantă; se schimbă de la 6-8 mm în întuneric complet la 2 mm în lumina strălucitoare a zilei. Prin urmare, atunci când lucrați cu un telescop care are un anumit diametru al lentilei, de exemplu 200 mm, trebuie să țineți întotdeauna cont de situația care determină dimensiunea pupilei ochiului. Dacă se observă un obiect slab într-o noapte întunecată, când diametrul pupilei este de cel puțin 6 mm, este recomandabil să alegeți un ocular astfel încât mărirea telescopului să fie egală cu Dar când observați în timpul zilei, când diametrul pupilei este de aproximativ 2. mm, este indicat să crească

triplându-se. Dacă distanța focală a obiectivului nostru este egală, atunci în primul caz este necesar un ocular cu o distanță focală de cm, iar în al doilea - 3 cm.

Când observați obiecte extinse printr-un telescop, ar trebui să vă străduiți să vă asigurați că toată lumina de la obiectul care intră în lentilă în unghiuri diferite intră în pupila ochiului. Pentru a face acest lucru, ochiul trebuie poziționat la o anumită distanță de ocular. De fapt, ocularul, ca lentilă convergentă, oferă imaginea reală a cadrului lentilei telescopului. Întrucât într-un telescop această imagine P este întotdeauna situată aproape în planul focal al ocularului (Fig. 250). Evident, razele care intră în lentilă din unghiuri diferite vor trece în interiorul acestei imagini. Dacă este îndeplinită condiția de potrivire a telescopului și a ochiului, atunci este suficient să plasați pupila ochiului în locul în care se află imaginea P a cadrului, astfel încât toate razele să lovească ochiul.

Deoarece o astfel de imagine a cilindrului lentilei este situată destul de departe în spatele ocularului, este aproape incomod să folosiți această recomandare. Pentru a elimina acest dezavantaj, în sistemul optic al telescopului este inclusă o altă lentilă colectoare numită colectiv. Este plasat între lentilă și ocular lângă imaginea reală intermediară a obiectului. Fără a modifica mărirea unghiulară a întregului sistem, această lentilă aduce imaginea P a cadrului lentilei mai aproape de ocular și astfel permite ochiului să fie plasat direct în spatele ocularului.

Orez. 250. Când se observă prin telescop, ochiul trebuie plasat lângă imaginea cadrului lentilei P

Rolul unei astfel de lentile suplimentare este de a crește câmpul vizual și în acest sens este similar cu condensatorul unui aparat de proiecție. Din punct de vedere structural, colectivul este de obicei plasat în același cadru cu ocularul.

Telescoapele astronomice produc o imagine inversată. Lunetele de observare de pe Pământ sunt practic ca telescoapele astronomice, cu excepția faptului că imaginile lor trebuie să fie corecte. Pentru a inversa imaginea, puteți folosi fie prisme, ca în binoclul de câmp, fie lentile suplimentare.

Distorsiunea perspectivei și tridimensionalitatea imaginii. La observarea spațiului printr-un telescop cu mărire mare

apare o puternică distorsiune a perspectivei: distanțele vizibile par mult reduse în profunzime. Obiectele situate la distanțe diferite par a fi la aceeași distanță, iar obiectele tridimensionale par puternic aplatizate. Aceleași distorsiuni sunt inerente fotografiilor realizate cu un obiectiv lung (teleobiectiv).

Sentimentul volumului unei scene spațiale crește foarte mult atunci când vizionați cu ambii ochi. Acest lucru se datorează paralaxei: un ochi vede obiectele dintr-un punct ușor diferit de celălalt. Prin urmare, în binoclul de câmp, ei încearcă să separe axele optice ale celor două telescoape care îl formează cât mai departe, „spărgând” aceste axe cu ajutorul prismelor. reflexie totală. Un efect și mai mare de creștere a volumului este obținut într-un tub stereo, care este în esență periscoape gemene.

Limită normală de mărire și difracție. Datorită naturii ondulatorii a luminii, imaginea unui punct îndepărtat în planul focal al lentilei telescopului, așa cum sa arătat deja, are forma unui punct de difracție. Imaginile a două puncte din planul focal al lentilei pot fi rezolvate dacă distanța unghiulară dintre ele, după cum urmează din formula (3) § 33, nu este mai putin decat valoarea Ce mărire ar trebui să alegeți pentru telescopul dvs. pentru a profita din plin de puterea de rezoluție a obiectivului său?

Fie ca distanța unghiulară dintre două puncte îndepărtate să fie exact egală cu valoarea limită pe care o poate rezolva încă lentila telescopului. Într-un telescop cu mărirea G, aceste puncte vor fi vizibile la un unghi. Pentru ca aceste puncte să fie percepute de ochi ca separate, acest unghi nu trebuie să fie mai mic decât unghiul pe care ochiul este capabil să-l rezolve. Prin urmare unde

Semnul egal din această expresie corespunde măririi normale, la care fluxul de lumină care intră în lentila telescopului este utilizat cel mai eficient. La măriri mai mici decât în mod normal, după cum am văzut, se folosește doar o parte din lentilă, ceea ce duce la o scădere a rezoluției. Utilizarea unor măriri mai mari decât în mod normal nu este practică, deoarece în acest caz rezoluția întregului sistem, determinată de limita de rezoluție a lentilei, nu crește, iar iluminarea imaginii pe retină, așa cum se arată mai sus, scade.

Dimensiunile unghiulare ale aproape tuturor stelelor sunt mult mai mici decât dimensiunile unghiulare rezolvate chiar și ale celor mai mari telescoape. Prin urmare, imaginea unei stele în planul focal al lentilei unui telescop nu se poate distinge de imaginea unei surse de lumină punctuală și este un cerc de difracție. Cu toate acestea, diametrul acestui cerc este atât de mic încât atunci când se folosește o mărire normală, acesta, ca și el însuși

o stea, pentru ochi, nu se distinge de o sursă punctiformă de lumină: dimensiunea punctului de difracție de pe retina ochiului nu depinde dacă steaua este observată prin telescop sau direct. Dacă un telescop nu poate distinge o stea de o sursă punctuală, atunci care este avantajul său în observarea stelelor în comparație cu ochiul liber?

Cert este că printr-un telescop poți vedea stele foarte slabe care sunt în general invizibile cu ochiul liber. Deoarece dimensiunea imaginii de difracție a unei stele de pe retină nu se modifică atunci când se folosește un telescop, iluminarea acestei imagini este proporțională cu fluxul de lumină care intră în ochi. Dar atunci când utilizați un telescop, acest flux este de atâtea ori mai mare decât fluxul de lumină care trece prin pupila ochiului liber, de câte ori aria deschiderii lentilei este mai mare decât aria pupilei ochiului .

Despre rezolvarea problemelor. Există multe provocări diferite în legătură cu propagarea razelor de lumină în diferite condiții și formarea imaginilor în sistemele optice. Fără să ne oprim pe această problemă, observăm doar că soluția lor în cadrul opticii geometrice se rezumă la aplicarea legilor reflexiei și refracției luminii, la constructii geometrice calea razelor, precum și utilizarea formulelor de mai sus pentru o oglindă sferică și o lentilă subțire. De fapt, rezolvarea unor astfel de probleme, de regulă, se limitează la aplicarea consecventă a anumitor informații din geometrie. În unele cazuri, principiile fizice generale pot ajuta la rezolvarea lor, de exemplu, considerații de simetrie, reversibilitatea căilor razelor, principiul lui Fermat etc.

Fundamentele fotometriei. Mai sus, fără o explicație detaliată, am folosit deja în mod repetat caracteristicile energetice ale radiației luminoase, cum ar fi iluminarea, fluxul luminos. Studiul lor este subiectul fotometriei.

Orez. 251. Eficiența luminoasă spectrală (curba de vizibilitate)

Conceptul principal aici este fluxul de radiații, adică puterea totală transferată de radiația electromagnetică. Sensibilitatea ochiului la radiațiile de diferite lungimi de undă este diferită: este maximă în regiunea verde a spectrului și scade ușor la zero atunci când se trece la radiația infraroșie (nm) și ultravioletă (nm) (Fig. 251). Puterea radiației optice, estimată prin senzația vizuală, se numește flux luminos F.

O sursă de lumină este considerată un punct dacă trimite lumină uniform în toate direcțiile și dimensiunile sale sunt mult mai mici

distantele la care se apreciaza actiunea acestuia. Intensitatea luminoasă I a unei surse este măsurată prin fluxul luminos care se propagă de la sursă într-un unghi solid de un steradian: fluxul luminos total care se propagă în toate direcțiile (adică, în unghi solid este legat de intensitatea luminoasă prin relația

Unitatea de bază a cantităților luminoase (fotometrice) este unitatea de intensitate luminoasă candela, aceasta este intensitatea luminoasă a unei anumite surse, acceptată ca standard prin acord internațional. Unitatea de flux luminos, lumenul, este fluxul luminos de la o sursă de intensitate luminoasă de 1 candela, răspândită pe un unghi solid de 1 steradian.

Orez. 252. Iluminarea suprafeței creată de o sursă punctuală

Iluminarea E a unei suprafețe este raportul dintre fluxul luminos F incident pe o anumită zonă a suprafeței și aria acestei zone: unitatea de iluminare este lux. Iluminarea este egală cu un lux dacă există un flux de un lumen pe metru pătrat de suprafață iluminată uniform. Iluminarea unei suprafețe situate perpendicular pe razele de la sursă (punctul A din Fig. 252) este invers proporțională cu pătratul distanței de la sursă:

Iluminarea suprafeței cu incidență oblică a razelor (punctul B din Fig. 252) depinde de unghiul de incidență a:

Aici a este distanța de la sursă la punctul de observare - înălțimea sursei deasupra suprafeței plane iluminate. În cazul mai multor surse independente (incoerente), iluminarea oricărei suprafețe este egală cu suma iluminării create de fiecare sursă separat.

Pentru a măsura iluminarea, se folosesc dispozitive speciale - fotometre, a căror funcționare se poate baza pe diferite principii fizice. Un tip de fotometru este un contor de expunere foto, folosit pentru a determina expunerea atunci când se face fotografii.

Ce restricții impune natura ondulatorie a luminii asupra aplicabilității conceptelor de optică geometrică?

De ce într-o cameră pinhole, când dimensiunea găurii este redusă, claritatea imaginii crește mai întâi și apoi începe să scadă până când este complet neclară și se obține un ecran uniform iluminat?

La ce diametru al găurii dintr-o cameră pinhole va fi imaginea cea mai clară?

Demonstrați că un fascicul de raze care emană dintr-un punct încetează să mai fie homocentric după refracția la o limită plană.

În ce condiții pot fi considerate paraxiale razele care trec printr-un sistem optic?

Demonstrați că distanța focală a unei oglinzi sferice concave este egală cu jumătate din raza sa de curbură.

Explicați de ce vedem imagini distincte ale obiectelor în oglinzi curbate arbitrare (amintiți-vă „cameră de râs”), deși aici sunt implicate în mod clar fascicule de raze non-paraxiale. Ce cauzează distorsiunile geometrice în imagini în acest caz?

Construiți imagini ale obiectului creat lentilă subțire, Pentru prevederi diferite subiect cu privire la lentilă și verifică valabilitatea afirmațiilor date în textul prezentului alineat fără dovezi.

Explicați de ce atunci când deschideți un obiectiv al camerei, adâncimea câmpului vizual crește?

Ce determină mărirea maximă realizabilă a unui microscop optic?

Ce este mărirea normală a telescopului? De ce este nepotrivit să folosiți măriri mai mari decât în mod normal atunci când observați obiecte extinse?

Explicați de ce este fundamental imposibil să creșteți iluminarea imaginii observate a unui obiect folosind un sistem optic.

Explicați analogia dintre condensatorul unui aparat de proiecție și lentila colectivă a unui telescop.

De ce scade adâncimea câmpului atunci când se observă printr-o lupă sau microscop, adică obiectele situate aproape la aceeași distanță sunt clar vizibile în același timp? De ce apare efectul opus într-un lunetă sau într-un binoclu?

De ce perspectiva este foarte distorsionată când se observă prin binoclu? Descrieți și explicați efectul „cu susul în jos” al binoclului atunci când este privit din spate.

De ce poți vedea stelele strălucitoare printr-un telescop chiar și în timpul zilei? Discutați această problemă în ceea ce privește iluminarea imaginii stelei și a fundalului (cerul albastru).

Arătați că formulele (10) și (11) pentru iluminarea suprafeței rezultă direct din definițiile iluminării, fluxului luminos și intensității luminoase.

Imagine virtuală

Imagine optică- o imagine obținută ca urmare a trecerii razelor de lumină care se propagă de la un obiect printr-un sistem optic, și care reproduce contururile și detaliile acestuia.

În practică, ei schimbă adesea scara imaginii obiectelor și o proiectează pe o suprafață.

Imagine reală este creat atunci când, după toate reflexiile și refracțiile, razele care ies dintr-un punct al unui obiect sunt colectate într-un punct.

Imagine virtuală- ceva ce se vede cu ochiul. În acest caz, fiecare punct al obiectului corespunde unui fascicul de raze care iese din sistemul optic, care, dacă ar fi extins înapoi în linii drepte, ar converge într-un punct; se pare că fasciculul iese de acolo. O imagine virtuală este creată de sisteme optice precum binoclu, microscoape, lentile negative sau pozitive (lupe), precum și o oglindă plată.

Imagine stigmatică (din greaca veche. στίγμα - înțepătură, cicatrice) - o imagine optică, fiecare punct al cărei punct corespunde unui punct al obiectului reprezentat de sistemul optic.

O imagine stigmatică nu este neapărat similară din punct de vedere geometric cu obiectul reprezentat, dar dacă este similară, o astfel de imagine se numește ideală. Acest lucru este posibil numai cu condiția ca toate aberațiile să fie absente sau eliminate în sistemul optic și că este posibil să se neglijeze proprietățile undei ale luminii. Un sistem optic care produce o imagine perfectă se numește sistem optic ideal. Sistemele centrate, în care imaginea este obținută folosind fascicule de lumină monocromatice și paraxiale, pot fi considerate aproximativ ideale.

Note

Literatură

Enciclopedia fizică, Vol. II. M., „Soviet Encyclopedia”, 1990. (Articol „Imagine optică”)
Yavorsky B. M., Detlaf A. A. Manual de fizică. - M.: „Știință”, Ed. firma „Fiz.-matematică. lit.”, 1996.
Sivukhin D.V. Curs de fizica generala. Optica. M., „Știință”, 1985.
Volosov D.S. Optica fotografica. M., „Iskusstvo”, 1971.

Vezi si

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este o „Imagine virtuală” în alte dicționare:

- (vezi IMAGINE OPTICĂ). Dicționar enciclopedic fizic. M.: Enciclopedia Sovietică. Redactor-șef A. M. Prohorov. 1983. IMAGINEA VIMARY... Enciclopedie fizică

Dicţionar enciclopedic mare

IMAGINE VIMARĂ- cm … Marea Enciclopedie Politehnică

Vezi imaginea optică. * * * IMAGINE VIMARĂ IMAGINE VIMARĂ, vezi Imagine optică (vezi IMAGINE OPTĂ) ... Dicţionar enciclopedic

imagine virtuală- menamasis vaizdas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. imagine aparentă; imagine virtuală vok. scheinbares Bild, n; virtuelles Bild, n rus. imagine virtuală, n pranc. imagine virtuelle, f … Fizikos terminų žodynas

Un obiect (perceput de ochi ca un obiect) este format din intersecțiile prelungirilor geometrice ale razelor de lumină care trec prin sistemul optic în direcții opuse traseului efectiv al acestor raze. Vezi imaginea pentru detalii...... Marea Enciclopedie Sovietică

Vezi imaginea optică...

Imaginile din obiectiv sunt caracterizate de trei parametri:

Mărit imaginar
imagine directă

mărimea:
- Redus o imagine a unui obiect dintr-o lentilă se obține atunci când dimensiunile sale liniare sunt mai mici decât dimensiunile sursei;
- Mărit o imagine a unui obiect dintr-o lentilă se obține atunci când dimensiunile sale liniare sunt mai mari decât dimensiunile sursei;
- O imagine de dimensiune reală se obține atunci când dimensiunile acesteia coincid cu dimensiunile sursei de lumină în sine

Imaginea dintr-un obiectiv convergent este redusă numai atunci când sursa este situată la o distanță mai mare de două ori distanța focală. De aceea, dacă priviți prin lupă „realitatea înconjurătoare”, această realitate va părea inversată și redusă.
Prin urmare, d> 2f, imaginea acestuia va fi redusă(real și inversat).
Dacă aducem un obiect mai aproape de lentila colectoare, atunci imaginea acestuia va crește treptat și în momentul în care sursa este de două ori distanța focală, imaginea va deveni egală ca dimensiune cu sursa însăși.
Pe măsură ce sursa se apropie mai mult, imaginea ei va fi mărită și va deveni din ce în ce mai mare până când obiectul cade în planul focal. În teorie, în acest moment imaginea devine infinit de mare și este infinit de departe.
Prin urmare, când un obiect se află la distanță f d f , imaginea sa este mărită(real și inversat).

Pe măsură ce obiectul se apropie mai mult de lentilă - după ce trece prin planul focal - imaginea nu mai poate crește, deoarece este deja infinit de mare și începe să se micșoreze. În același timp, din real devine imaginar, dar tot amplificat. Numai când obiectul atinge planul optic principal (planul lentilei) imaginea se compară ca dimensiune cu obiectul.
Prin urmare, când un obiect se află la distanță d f, imaginea sa este mărită(imaginar și direct).

Orientare:
- Direct o imagine a unui obiect se obține atunci când se păstrează orientarea acestuia (partea de sus rămâne sus, în Partea dreapta- dreapta). Când se construiește o imagine pe un plan, obiectul și imaginea acestuia trebuie să fie pe o parte a axei optice principale;
- Inversat; O imagine a unui obiect se obține atunci când se schimbă orientarea (sus devine în jos, dreapta devine stânga). Când sunt construite pe un plan, obiectul și imaginea acestuia trebuie să fie pe laturi diferite ale axei optice principale a lentilei.

Diminuat real
inversat imagine

Imaginea directă într-o lentilă convergentă este imaginea care poate fi observată, de exemplu, cu ajutorul unei lupe. O astfel de imagine se obține dacă obiectul este situat între planul lentilei (planul optic principal) și focalizare (planul focal). În acest caz, imaginea apare mărită. Acesta este de fapt motivul pentru care o lentilă convergentă este adesea numită în mod vulgar lupă.

Asa de: O imagine directă a unui punct dintr-o lentilă convergentă se obține atunci când punctul se află la distanță d f - între planul optic principal și cel focal- între obiectiv și focalizare. În același timp, este mărită și imaginară.
Dacă un obiect este îndepărtat de lentilă la o distanță mai mare decât distanța focală, imaginea este răsturnată și, în consecință, devine inversată.
Prin urmare, imagine la distanta d > f inversat(și reale). Poate fi redus sau crescut (vezi mai sus)

Mărit real
imagine inversată

"Realitate":
- Real imaginea se obține în lentilă dacă se află la intersecția razelor care ies din sursa de lumină;
- Imaginar se obține într-o lentilă atunci când nu razele în sine (liniile de-a lungul cărora se propagă energia radiației) se intersectează, ci prelungirile razelor;

O imagine reală este, de exemplu, o imagine a unui film pe un ecran de film. Fiecare punct al filmului este o sursă punctuală de lumină, imaginea din care este punctul de intersecție al razelor emanate de la sursă. La trecerea printr-o lentilă colectoare Imaginea reală se obține atunci când obiectul se află la o distanță mai mare decât cea focală: d > f . Mai mult decât atât, este întotdeauna cu susul în jos și poate fi fie mai mare, fie mai mică ca dimensiune decât originalul (vezi mai sus).
O imagine virtuală se obține dacă sursa este situată mai aproape de obiectiv decât focalizarea acesteia: d f. În acest caz, razele care emană din orice punct nu se pot intersecta la trecerea prin lentilă, dar prelungirile lor se intersectează.

La trecerea printr-o lentilă, razele pot fi refractate în diferite moduri și, în funcție de locul în care se află sursa de lumină, imaginea acesteia poate fi caracterizată diferit. De exemplu, imaginea unui obiect care se află între focalizarea principală și planul optic principal al unei lentile convergente va apărea directă, virtuală și mărită. Cu toate acestea, unele combinații de tipuri de imagini nu pot fi obținute. De exemplu, într-o lentilă convergentă imaginea reală este întotdeauna inversată, dar imaginea virtuală nu este niciodată redusă.
Capacitatea de a determina tipurile de imagini obținute în lentile de diferite tipuri este una dintre abilitățile testate la Examenul de stat unificat.

Exercițiu:

Exercițiul interactiv constă din 8 părți, care necesită:

Capacitatea de a determina prin poziția unei surse de lumină punctuală unde se află imaginea;
Determinați tipul de imagine obținut într-un obiectiv cu putere optică pozitivă.

Pentru a finaliza sarcina, trebuie să faceți clic secvenţial pe două elemente corespunzătoare din imagine sau tabel.

Descărcați exercițiul

Autorii exercițiilor interactive marcate cu © CC-BY-SA sunt persoanele indicate pe site. Exercițiile interactive sunt licențiate Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0
Atribuire-Partajare la fel (de-sa)- Licență de atribuire - Copyleft. Această licență permite altora să remixeze, să revizuiască și să construiască pe baza lucrării, chiar și în scopuri comerciale, atâta timp cât atribuirea este atribuită autorului și lucrările lor derivate sunt licențiate în condiții similare. Această licență este o licență copyleft. Toate lucrările noi bazate pe ceea ce este licențiat în temeiul acesteia vor avea o licență similară, astfel încât toate derivatele vor putea fi modificate și utilizate în scopuri comerciale. La reproducerea lucrărilor distribuite sub această licență, este necesar un link către site!

Exercițiu actualizat la 19.06.2013

Întrebări pentru autocontrol:

Ce tipuri de imagini poate produce un obiectiv convergent?
- La dimensiune,
- Prin orientare,
- În termeni de „realitate”?
În ce condiții se va mări imaginea unui obiect?
Poate o lupă să producă o imagine mai mică?
În ce caz imaginea și sursa ei au aceeași dimensiune?
Când nu există nicio imagine într-o lentilă convergentă și de ce?
Care este diferența dintre o imagine reală și cea virtuală a unui obiect dintr-un instrument optic?
Este posibil să obțineți o imagine virtuală și inversată folosind un singur obiectiv?