Pomozite razvoju web mjesta, dijelite članak s prijateljima!
Konveksna leća je leća čija je sredina deblja od rubova.
U modernom svijetu sve više ljudi nosi naočale, ali malo ljudi razmišlja o obliku leća kojima su opremljene. Obično, ako imamo neki nedostatak vida, ne razmišljamo o tome kako se to događa da jasno vidimo s naočalama, ali loše vidimo bez njih. Kod najpopularnijih nedostataka - poput kratkovidnosti i dalekovidnosti - za korekciju se koriste sferične leće, odnosno leće kod kojih su obje površine sferične. Konveksne leće se obično koriste za korekciju dalekovidnosti. Ali hoće li takva leća fokusirati svjetlo u svim uvjetima? Ili može postati distrakcija? O tome ćemo govoriti u ovom članku.
Vrste konveksnih leća
Leće se dijele na:
- konveksno, što uključuje leće:
a) bikonveksan - ograničen s obje strane konveksnim sfernim površinama (Sl. 1.)
Riža. 1. Bikonveksna leća
b) plankonveksan - s jedne strane omeđen ravnom plohom, a s druge strane konveksnom kuglom (slika 2).
Riža. 2. Plankonveksna leća
c) konkavno-konveksan - ograničen s jedne strane konkavnom sfernom plohom, a s druge strane konveksnom sfernom plohom (slika 3).
Riža. 3. Konkavno-konveksna leća
- konkavne leće, o kojima se detaljno govori u članku "Konkavna leća: što je to, formule, primjena" .
Kao što možete vidjeti na gornjim slikama 1-3, konveksne leće su "deblje" u sredini i tanje na krajevima (rubovima). To im omogućuje razlikovanje od konkavnih leća, koje su "tanje" u sredini.
Formule
Znamo da snaga fokusiranja određene leće (koju optičari nazivaju optička snaga) ovisi o polumjeru zakrivljenosti dviju površina, kao i o indeksima loma materijala od kojeg je leća izrađena i okolina u kojoj se nalazi. Dakle, može se napisati da:
D=1 / f=( n2/ n1- 1 )(1 / R1+ 1 / R2), gdje:
- D - optička snaga leće (od engleske optičke snage). To je fizikalna veličina jednaka recipročnoj vrijednosti žarišne duljine leće (f). Njegova jedinica je dioptrija, što je recipročna vrijednost metra [ 1/m ];
- f - žarišna duljina leće;
- n2 - indeks loma materijala od kojeg je predmetna leća izrađena;
- n1 - indeks loma medija u kojem se dotična leća nalazi;
- R1i R2 - polumjeri zakrivljenosti leće [m].
Za polumjere zakrivljenosti leće postoji i koristit će se sljedeća konvencija: R>0 za konveksnu površinu, R<0 для вогнутой поверхности и R → ∞ для плоской поверхности.
Na temelju gornje formule, ista leća može mijenjati svoju optičku jakost ovisno o indeksu loma medija u kojem se nalazi. Leća koja je konvergentna kada je u zraku može postati divergentna kada se uroni u odgovarajuću tekućinu (slika 4).
Riža. 4. Leća koja je konvergirala u zraku postala je divergentna kada je uronjena u tekućinu čiji je indeks loma veći od indeksa loma
Primjer
Pogledajmo primjer.
Stanje.
Bikonveksna staklena leća s indeksom loma ns=1,5 i žarišnom duljinom f1=10cm=0,1m u zraku uronjena je u vodu (nw=1,33). Kolika je sada žarišna duljina?
Odluka.
Napišimo jednadžbu leće za vodu i zrak:
za zrak: 1 / f1=(ns- 1)(1 / R1+ 1 / R2),
za vodu: 1 / f2=(ns/ nw- 1 )(1 / R1+ 1 / R2).
Imajte na umu da je u oba slučaja množitelj (1 / R1+ 1 / R2) konstantna vrijednost. Odredimo to iz prve jednadžbe i zamijenimo je u drugu:
1 / (ns- 1)f1=(1 / R1+ 1 / R2)
1 / f2=(ns/ nw- 1)1 / (ns- 1)f1
Sada možemo izračunati žarišnu duljinu leće u vodi:
f2=( ns- 1 )f1nw) / ( ns- nw), zatim
f2=( (1,5 - 1)0,11,33 ) / ( 1,5 - 1,33 )=0,0665 / 0 ,17 ≈ 0,39 m ≈ 39 cm.
Dakle, žarišna duljina leće u vodi je 39 cm.
Kao rezultat toga, vidimo da kada se promijeni okolina u kojoj se leća nalazi, mijenja se i njena žarišna duljina. U prikazanom slučaju ta je promjena gotovo četverostruka. Povećava se žarišna duljina i time se smanjuje optička snaga.