Lentet janë objekte transparente që mund të thyejnë rrezet e diellit. Ato janë bërë kryesisht nga qelqi. Fjalët "drita thyes" i referohen aftësisë për të ndryshuar drejtimin e përhapjes së rrezeve të dritës rënëse. Le të shqyrtojmë se si janë ndërtuar imazhet në një lente të hollë.
Sfondi historik
Lentet e para të njohura nga grekët dhe romakët e lashtë ishin enë qelqi sferike të mbushura me ujë. Këto prototipe të syzeve optike moderne u përdorën për të ndezur zjarre.
Ishte vetëm në fund të shekullit të 13-të që lentet e para të qelqit u bënë në Evropë. Që atëherë, procesi i prodhimit të tyre nuk ka ndryshuar shumë. E vetmja risi ishte përdorimi i katranit nga Isaac Newton në shekullin e 17-të për të lustruar sipërfaqet e objekteve optike.
Mbledhja dhe shpërndarja e syzeve optike
Për ta bërë më të lehtë për të kuptuar ndërtimin e imazheve në një lente të hollë, merrni parasyshpyetja është, çfarë janë syzet optike. Në përgjithësi, ekzistojnë vetëm dy lloje lentesh, të cilat ndryshojnë në formën dhe aftësinë e tyre për të thyer fluksin e dritës. Dallohen llojet e mëposhtme:
- Lente konvergjente. Ky lloj ka një trashësi të pjesës qendrore më të madhe se trashësia e skajeve. Imazhi që rezulton në një lente konvergjente formohet në anën tjetër të dritës që bie mbi të. Ky lloj ka aftësinë për të mbledhur dritën në një pikë të vetme (fokus pozitiv).
- Lente divergjente. Pjesa qendrore e tyre është më e hollë se skajet. Për shkak të formës së tyre, këto syze optike shpërndajnë dritën e rënë mbi to, gjë që çon në formimin e një imazhi në të njëjtën anë të thjerrëzës kur rrezet nga një objekt bien mbi të. Imazhi i krijuar është shumë më i vogël se artikulli aktual. Nëse rrezet e shpërndara nga ky xham optik vazhdohen në mënyrë të tillë që të përcaktohet origjina e tyre, atëherë do të duket se ato dalin nga një pikë përpara saj. Kjo pikë quhet fokusi, i cili është negativ ose imagjinar për një lente divergjente.
Forma të ndryshme të syzeve optike
Dy llojet ekzistuese të lenteve mund të bëhen në disa mënyra. Dallohen 6 format e mëposhtme:
- Bikonveks.
- Plano-konveks.
- Me një menisk konveks (konkave-konveks).
- Bikonkave.
- Plano-konkave.
- Me një menisk konkav (konveks-konkav).
Elemente xhami konveks
Për të kuptuar fizikën e thjerrëzave dhe ndërtiminlente të hollë imazherike, është e nevojshme të njihen elementet bazë të këtij objekti optik. Le t'i rendisim ato:
- Qendra optike (O) është pika nëpër të cilën drita kalon pa u përthyer.
- Aksi kryesor është një vijë e drejtë që kalon nëpër pikën e qendrës optike dhe fokusit kryesor.
- Fokusi kryesor ose kryesor (F) është pika nëpër të cilën kalojnë rrezet e dritës ose zgjatimet e tyre nëse bien mbi xhamin optik paralel me boshtin e tij kryesor.
- Aks ndihmës - çdo vijë e drejtë që kalon nëpër qendrën optike.
- Rrezet e lakimit janë dy rrezet, R1 dhe R2, të sferave që formojnë thjerrëzën.
- Qendrat e lakimit - dy qendra sferash, C1 dhe C2, të cilat formojnë sipërfaqet e xhamit optik.
- Gjatesia fokale (f) - distanca midis pikës qendrore dhe qendrës optike. Ekziston një përkufizim tjetër i vlerës (f): kjo është distanca nga qendra e thjerrëzës optike në imazh, e cila jep një objekt të vendosur pafundësisht larg.
Vetitë optike
Pavarësisht nëse bëhet fjalë për një xhami të thjeshtë konveks ose sisteme optike komplekse, të cilat janë një koleksion lentesh individuale, vetitë e tyre optike varen nga dy parametra: gjatësia fokale dhe marrëdhënia midis gjatësisë fokale dhe diametrit të thjerrëzës.
Gjatesia fokale matet në dy mënyra:
- Në njësi të distancës normale, si p.sh. 10cm, 1m, e kështu me radhë.
- Në dioptri, kjo është një vlerë që është në përpjesëtim të zhdrejtë me gjatësinë fokale, e matur në metra.
Për shembull, një gotë optike me fuqi 1 dioptri ka një gjatësi fokale prej 1 m, ndërsa një lente me fuqi 2 dioptra ka një gjatësi fokale prej vetëm 0,5 m.
Diametri i një lente dhe lidhja e tij me gjatësinë fokale përcakton aftësinë e xhamit optik për të mbledhur dritën ose daljen e tij të dritës.
Vetitë e rrezeve që kalojnë nëpër thjerrëz
Në shkollat e klasës së 8-të, ndërtimi i imazheve me lente të holla është një nga temat e rëndësishme në fizikë. Për të mësuar se si të ndërtohen këto imazhe, duhet të njihen jo vetëm konceptet dhe elementët bazë, por edhe vetitë e disa rrezeve që kalojnë nëpër një objekt optikisht aktiv:
- Çdo rreze që kalon paralelisht me boshtin kryesor thyhet në atë mënyrë që ose të kalojë përmes fokusit (në rastin e një thjerrëze konvergjente), ose vazhdimi i saj imagjinar kalon përmes fokusit (në rastin e një divergjent).
- Rrezja që kalon përmes fokusit thyhet në mënyrë që të vazhdojë lëvizjen e saj paralelisht me boshtin kryesor. Vini re se në rastin e një lente divergjente, ky rregull është i vlefshëm nëse vazhdimi i përplasjes së rrezes në të kalon përmes fokusit të vendosur në anën tjetër të objektit optik.
- Çdo rreze drite që kalon në qendër të thjerrëzës nuk përjeton asnjë thyerje dhe nuk ndryshon drejtim.
Veçoritë e ndërtimit të imazheve në lente të holla
Megjithëse mbledh dhe shpërndan optiksyzet kanë veti të ngjashme, ndërtimi i imazheve në secilën prej tyre ka karakteristikat e veta.
Kur ndërtoni imazhe, formula e hollë e lenteve është:
1/f=1/do+1/di, ku do dhe di është distanca nga qendra optike në objekt dhe në imazhin e tij.
Vini re se gjatësia fokale (f) është pozitive për lentet konverguese dhe negative për ato divergjente.
Zbatimi i vetive të mësipërme të rrezeve që kalojnë përmes një xhami optik grumbullues çon në rezultatet e mëposhtme:
- Nëse objekti ndodhet në një distancë prej më shumë se 2f, atëherë fitohet një imazh real, i cili ka një madhësi më të vogël se objekti. E shohim me kokë poshtë.
- Një objekt i vendosur në një distancë prej 2f nga thjerrëza rezulton në një imazh real të përmbysur me të njëjtën madhësi si vetë objekti.
- Nëse objekti është në një distancë prej më shumë se f, por më pak se 2f, atëherë fitohet një imazh real i përmbysur dhe i zmadhuar i tij.
- Nëse objekti është në pikën qendrore, atëherë rrezet që kalojnë nëpër xhamin optik bëhen paralele, që do të thotë se nuk ka imazh.
- Nëse një objekt është më afër se një gjatësi fokale, atëherë imazhi i tij do të dalë të jetë imagjinar, i drejtpërdrejtë dhe më i madh se vetë objekti.
Meqenëse vetitë e rrezeve që kalojnë përmes një lente konvergjente dhe divergjente janë të ngjashme, ndërtimi i imazheve të dhëna nga një lente e hollë e këtij lloji kryhet sipas rregullave të ngjashme.
Vizatimeimazhe për raste të ndryshme
Në vizatimet, një lente konvergjente tregohet nga një vijë në skajet e së cilës ka shigjeta të drejtuara nga jashtë, dhe një lente divergjente tregohet nga një vijë me shigjeta në skajet që janë të drejtuara nga brenda, d.m.th. me njëri-tjetrin.
Variantet e ndryshme të vizatimeve për ndërtimin e imazheve në lente të holla, të cilat u diskutuan në paragrafin e mëparshëm, janë paraqitur në figurën më poshtë.
Siç mund të shihet nga figura, të gjitha imazhet (për çdo lloj xhami optik dhe vendndodhjen e objektit në lidhje me to) janë ndërtuar mbi dy rreze. Njëra është e drejtuar paralelisht me boshtin kryesor, dhe tjetra kalon nëpër qendrën optike. Përdorimi i këtyre trarëve është i përshtatshëm sepse dihet sjellja e tyre pas kalimit nëpër thjerrëza. Vini re gjithashtu se skaji i poshtëm i objektit (shigjeta e kuqe në këtë rast) ndodhet në boshtin kryesor optik, kështu që mjafton të ndërtoni vetëm imazhin e pikës së sipërme të objektit. Nëse objekti (shigjeta e kuqe) ndodhet në mënyrë arbitrare në lidhje me xhamin optik, atëherë është e nevojshme të ndërtohet një imazh i pjesëve të sipërme dhe të poshtme të tij në mënyrë të pavarur.
Mjaftojnë dy rreze për të krijuar çdo imazh. Nëse ka pasiguri për rezultatin, atëherë mund të kontrollohet duke përdorur rrezen e tretë. Duhet të drejtohet përmes fokusit (përpara thjerrëzës konvergjente dhe prapa thjerrëzës divergjente), pastaj pas kalimit nëpër xhamin optik dhe thyerjes në të, rrezja do të jetë paralele me boshtin kryesor optik. Nëse problemi i ndërtimit të një imazhi në një lente të hollë zgjidhetdjathtas, atëherë do të kalojë nëpër pikën ku kryqëzohen dy trarët kryesorë.
Procesi i prodhimit të objekteve optike
Shumica e lenteve janë bërë nga lloje të veçanta xhami të quajtura lente optike. Nuk ka strese të brendshme, flluska ajri dhe papërsosmëri të tjera në xhami të tillë.
Procesi i prodhimit të lenteve zhvillohet në disa faza. Së pari, një objekt konkav ose konveks i formës së dëshiruar pritet nga një bllok xhami optik duke përdorur mjete metalike të përshtatshme. Më pas lëmohet duke përdorur katran. Në fazën përfundimtare, madhësia e xhamit optik ndryshohet duke përdorur mjete gërryese në mënyrë që qendra e gravitetit të përputhet saktësisht me qendrën optike.
Për shkak të zhvillimit të teknologjive për marrjen dhe përpunimin e llojeve të ndryshme të plastikës, thjerrëzat po bëhen gjithnjë e më shumë nga lloje plastike transparente, të cilat janë më të lira, më të lehta dhe më pak të brishta se homologët e tyre prej xhami.
Zonat e aplikimit
Syzet optike përdoren për të zgjidhur probleme të ndryshme të shikimit. Për këtë përdoren si lente kontakti plastike ashtu edhe ato prej qelqi (me syze).
Përveç kësaj, syzet optike përdoren në kamerat fotografike, mikroskopë, teleskopë dhe instrumente të tjera optike. Ata përdorin një sistem të tërë lentesh. Për shembull, në rastin e mikroskopit më të thjeshtë, i përbërë nga dy gota optike, i pari formon një imazh real të objektit, dhee dyta përdoret për të zmadhuar imazhin e saj. Prandaj, xhami i dytë ndodhet në një distancë të përshtatshme nga e para, sipas rregullave për ndërtimin e imazheve në një lente të hollë.
