Lenzi ni vitu vyenye uwazi vinavyoweza kumudu mwanga wa jua. Wao hufanywa hasa kutoka kioo. Maneno "mwanga wa refract" inahusu uwezo wa kubadilisha mwelekeo wa uenezi wa miale ya mwanga ya tukio. Hebu tuzingatie jinsi picha zinavyoundwa katika lenzi nyembamba.
Usuli wa kihistoria
Lenzi za kwanza zilizojulikana kwa Wagiriki na Warumi wa kale zilikuwa vyombo vya kioo vya duara vilivyojaa maji. Mifano hii ya miwani ya kisasa ya macho ilitumika kuwasha moto.
Ilikuwa tu mwishoni mwa karne ya 13 ambapo lenzi ya kioo ya kwanza ilitengenezwa Ulaya. Tangu wakati huo, mchakato wa utengenezaji wao haujabadilika sana. Ubunifu pekee ulikuwa utumiaji wa lami na Isaac Newton katika karne ya 17 kung'arisha nyuso za vitu vya macho.
Kukusanya na kutawanya miwani ya macho
Ili kurahisisha kuelewa muundo wa picha katika lenzi nyembamba, zingatiaswali ni, glasi za macho ni nini. Kwa ujumla, kuna aina mbili tu za lenses, ambazo hutofautiana katika sura zao na uwezo wa kukataa flux ya mwanga. Aina zifuatazo zinajulikana:
- Lenzi zinazobadilika. Aina hii ina unene wa sehemu yake ya kati zaidi ya unene wa kingo. Picha inayotokana katika lenzi inayozunguka huundwa kwa upande mwingine wa taa inayoanguka juu yake. Aina hii ina uwezo wa kukusanya mwanga ndani ya nukta moja (lengo chanya).
- Lenzi zinazotofautiana. Sehemu yao ya kati ni nyembamba kuliko kingo. Kutokana na sura yao, glasi hizi za macho hutawanya tukio la mwanga juu yao, ambayo inasababisha kuundwa kwa picha kwenye upande huo wa lens kama mionzi ya kitu kinachoanguka juu yake. Picha inayozalishwa ni ndogo sana kuliko kipengee halisi. Ikiwa mionzi iliyotawanyika na glasi hii ya macho inaendelea kwa njia ya kuamua asili yao, basi itaonekana kuwa wanaibuka kutoka kwa hatua moja mbele yake. Hatua hii inaitwa lengo, ambalo ni hasi au la kufikirika kwa lenzi inayotengana.
Maumbo tofauti ya miwani ya macho
Aina mbili zilizopo za lenzi zinaweza kutengenezwa kwa njia kadhaa. Fomu 6 zifuatazo zimetofautishwa:
- Biconvex.
- Plano-convex.
- Na meniscus ya mbonyeo (concave-convex).
- Biconcave.
- Plano-concave.
- Na meniscus iliyopinda (convex-concave).
Vipengee vya glasi laini
Ili kuelewa fizikia ya lenzi na jengo ndanilenses nyembamba za picha, ni muhimu kujua mambo ya msingi ya kitu hiki cha macho. Hebu tuorodheshe:
- Kituo cha macho (O) ni mahali ambapo mwanga hupita bila kukatwa kinzani.
- Mhimili mkuu ni mstari ulionyooka ambao hupitia sehemu ya kituo cha macho na lengo kuu.
- Lengo kuu au kuu (F) ni mahali ambapo miale ya mwanga au virefusho vyake hupita ikiwa vinaangukia kwenye glasi ya macho sambamba na mhimili wake mkuu.
- Mhimili msaidizi - mstari wowote ulionyooka unaopita katikati ya macho.
- Radi ya mkunjo ni radii mbili, R1 na R2, ya tufe zinazounda lenzi.
- Vituo vya mkunjo - vituo viwili vya tufe, C1 na C2, ambazo huunda nyuso za kioo cha macho.
- Urefu wa kulenga (f) - umbali kati ya sehemu kuu na kituo cha macho. Kuna ufafanuzi mwingine wa thamani (f): huu ni umbali kutoka katikati ya lenzi ya macho hadi kwenye picha, ambayo hutoa kitu kilicho mbali sana.
Sifa za macho
Iwapo ni glasi iliyobonyea rahisi au mifumo changamano ya macho, ambayo ni mkusanyiko wa lenzi mahususi, sifa zake za macho hutegemea vigezo viwili: urefu wa kuzingatia na uhusiano kati ya urefu wa kuzingatia na kipenyo cha lenzi.
Urefu wa focal hupimwa kwa njia mbili:
- Katika vitengo vya umbali wa kawaida, kama vile 10cm, 1m, na kadhalika.
- Katika diopta, hii ni thamani ambayo inawiana kinyume na urefu wa kulenga, unaopimwa kwa mita.
Kwa mfano, glasi ya macho yenye nguvu ya diopta 1 ina urefu wa kuzingatia wa m 1, wakati lenzi yenye nguvu ya diopta 2 ina urefu wa kuzingatia wa m 0.5 tu.
Kipenyo cha lenzi na uhusiano wake na urefu wa kulenga huamua uwezo wa glasi ya macho kukusanya mwanga au kutoa kwake mwanga.
Sifa za miale inayopita kwenye lenzi
Katika shule za darasa la 8, kujenga picha katika lenzi nyembamba ni mojawapo ya mada muhimu katika fizikia. Ili kujifunza jinsi ya kuunda picha hizi, mtu anapaswa kujua sio tu dhana na vipengele vya msingi, lakini pia sifa za baadhi ya miale inayopita kwenye kitu kinachofanya kazi kiakili:
- Mionzi yoyote inayopita sambamba na mhimili mkuu imerudishwa nyuma kwa njia ambayo ama inapita kwenye mwelekeo (ikiwa ni lenzi inayobadilika), au mwendelezo wake wa kimawazo unapita kwenye mwelekeo (katika kesi ya lenzi inayozunguka). tofauti).
- Mhimili unaopita kwenye mwelekeo umerudishwa nyuma ili iendelee na mwendo wake sambamba na mhimili mkuu. Kumbuka kuwa katika kesi ya lenzi inayoachana, sheria hii ni halali ikiwa uendelezaji wa tukio la boriti juu yake unapita kwenye mwelekeo ulio kwenye upande mwingine wa kitu cha macho.
- Mwale wowote wa mwanga unaopita katikati ya lenzi hauathiriwi na mwonekano wowote na haubadili mwelekeo.
Sifa za picha za ujenzi katika lenzi nyembamba
Ingawa inakusanya na kutawanya machoglasi zina sifa zinazofanana, ujenzi wa picha katika kila mmoja wao una sifa zake.
Wakati wa kuunda picha, fomula ya lenzi nyembamba ni:
1/f=1/do+1/di, wapi do na di ni umbali kutoka kituo cha macho hadi kwa kitu na hadi taswira yake.
Kumbuka kwamba urefu wa kulenga (f) ni chanya kwa lenzi za kubadirisha na hasi kwa zinazotofautiana.
Utumiaji wa sifa zilizo hapo juu za miale inayopita kwenye mkusanyiko wa glasi ya macho husababisha matokeo yafuatayo:
- Ikiwa kitu kiko katika umbali wa zaidi ya 2f, basi picha halisi hupatikana, ambayo ina ukubwa mdogo kuliko kitu. Tunaiona juu chini.
- Kitu kilichowekwa kwa umbali wa 2f kutoka kwa lenzi husababisha taswira halisi iliyogeuzwa ya ukubwa sawa na kitu chenyewe.
- Ikiwa kitu kiko katika umbali wa zaidi ya f, lakini chini ya 2f, basi picha yake halisi iliyopinduliwa na kupanuliwa hupatikana.
- Ikiwa kitu kiko kwenye sehemu kuu, basi miale inayopita kwenye glasi ya macho inakuwa sambamba, kumaanisha kwamba hakuna picha.
- Ikiwa kitu kiko karibu zaidi ya urefu wa focal moja, basi taswira yake itageuka kuwa ya kufikirika, ya moja kwa moja na kubwa kuliko kitu chenyewe.
Kwa kuwa sifa za miale inayopita kwenye lenzi inayounganika na kujitenga zinafanana, uundaji wa picha zinazotolewa na lenzi nyembamba ya aina hii hufanywa kulingana na sheria zinazofanana.
Michoroupigaji picha kwa matukio mbalimbali
Katika michoro, lenzi inayobadilika inaonyeshwa kwa mstari kwenye ncha zake ambazo kuna mishale inayoelekeza nje, na lenzi inayobadilika inaonyeshwa kwa mstari wenye mishale kwenye ncha ambazo zimeelekezwa ndani, ambayo ni, kwa kila mmoja.
Aina tofauti za michoro ya kuunda picha katika lenzi nyembamba, ambazo zilijadiliwa katika aya iliyotangulia, zimeonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.
Kama inavyoonekana kutoka kwa takwimu, picha zote (kwa aina yoyote ya glasi ya macho na eneo la kitu kinachohusiana nazo) zimejengwa kwenye mihimili miwili. Moja inaelekezwa sambamba na mhimili mkuu, na nyingine inapita katikati ya macho. Matumizi ya mihimili hii ni rahisi kwa sababu tabia yao baada ya kupitia lens inajulikana. Pia kumbuka kuwa makali ya chini ya kitu (mshale nyekundu katika kesi hii) iko kwenye mhimili mkuu wa macho, hivyo ni ya kutosha kujenga tu picha ya hatua ya juu ya kitu. Ikiwa kitu (mshale mwekundu) kinapatikana kiholela kwa glasi ya macho, basi ni muhimu kujenga picha ya sehemu zake za juu na za chini kwa kujitegemea.
Mihimili miwili inatosha kuunda picha zozote. Ikiwa hakuna uhakika juu ya matokeo, basi inaweza kuchunguzwa kwa kutumia ray ya tatu. Inapaswa kuelekezwa kwa njia ya kuzingatia (mbele ya lens ya kugeuza na nyuma ya lens diverging), kisha baada ya kupitia kioo macho na refraction ndani yake, boriti itakuwa sambamba na mhimili kuu macho. Ikiwa tatizo la kujenga picha katika lens nyembamba linatatuliwakulia, kisha itapita mahali ambapo mihimili miwili mikuu inapishana.
Mchakato wa kutengeneza vitu vya macho
Lenzi nyingi zimetengenezwa kwa aina maalum za glasi zinazoitwa lenzi za macho. Hakuna mikazo ya ndani, viputo vya hewa na dosari zingine kwenye glasi kama hiyo.
Mchakato wa kutengeneza lenzi hufanyika katika hatua kadhaa. Kwanza, kitu cha concave au convex cha sura inayotaka hukatwa kwenye kizuizi cha kioo cha macho kwa kutumia zana zinazofaa za chuma. Kisha husafishwa kwa kutumia lami. Katika hatua ya mwisho, glasi ya macho hubadilishwa ukubwa kwa kutumia zana za abrasive ili kituo cha mvuto kilandane haswa na kituo cha macho.
Kutokana na maendeleo ya teknolojia za kupata na kusindika aina mbalimbali za plastiki, lenzi sasa zinazidi kutengenezwa kutoka kwa aina za plastiki zinazowazi, ambazo ni za bei nafuu, nyepesi na zisizo tete zaidi kuliko zile za kioo.
Maeneo ya maombi
Miwani ya macho hutumika kutatua matatizo mbalimbali ya kuona. Kwa hili, lenzi za plastiki za mguso na za glasi (zenye miwani) hutumiwa.
Aidha, miwani ya macho hutumika katika kamera za picha, darubini, darubini na ala zingine za macho. Wanatumia mfumo mzima wa lenses. Kwa mfano, katika kesi ya darubini rahisi zaidi, inayojumuisha glasi mbili za macho, ya kwanza huunda picha halisi ya kitu, na.ya pili inatumika kupanua taswira yake. Kwa hivyo, glasi ya pili iko kwenye umbali unaofaa kutoka kwa ile ya kwanza, kulingana na sheria za kuunda picha kwenye lensi nyembamba.
