Примеры выпуклых линз

Как и с параболическими зеркалами, в этом видео я хочу поместить объект на разные расстояния относительно этой выпуклой линзы и представить, как выглядело бы его изображение. А нашей главной целью является возможность попрактиковаться в рассмотрении разных примеров. Для начала поместим объект вот тут, более чем на два фокусных расстояния от линзы. Поместим объект здесь. Рисуем нашу обыкновенную стрелку. Поставим точку здесь. Когда мы рассматривали параболические зеркала, мы говорили о двойном фокусном расстоянии, которое было нашим центром искривления. А здесь двойное фокусное расстояние таковым не является, это расстояние не является радиусом искривления каждой из этих кривых. Назовем это просто двойным фокусным расстоянием. Вспомнив об этом, выясним, как же будет выглядеть изображение нашего объекта, если свет от него преломится через линзу. Как обычно, нарисуем луч. Каждая точка объекта испускает лучи во всех направления. Поскольку свет диффузно отражаемый, мы можем сами выбрать нужные лучи. Оттолкнемся от верха стрелки и пойдем параллельно главной оси, вот так. Я не буду показывать все преломления внутри линзы. Но мы помним, что если луч войдет в линзу параллельно главной оси, то после преломлений он пройдет через фокальную точку на другой стороне линзы. Итак, пройдет через фокальную точку на другой стороне линзы, а на левой стороне линзы мы проведем другой луч, проходящий через фокальную точку на левой стороне и выходящий уже параллельным. Случайный луч проходит через левую фокальную точку, и, после преломления, он станет параллельным. Давайте это зафиксируем на рисунке. Случайный луч у нас проходит через левую фокальную точку и преломляясь становится параллельным. Итак, луч, исходящий из этой точки объекта, сойдется с другим лучом… Сойдется с ним вот в этой точке. Если мы сделаем это для каждой точки объекта, если возьмем луч из середины, он придет сюда. А если возьмем луч отсюда, то он придет сюда. Изображение объекта будет выглядеть вот так. Вот таким будет изображение объекта. Это будет реальное изображение. Лучи сходятся здесь. Это перевернутое реальное изображение. Раньше оно было направлено вверх, а теперь направлено вниз. И, в данном случае, оно будет меньше оригинала. Перевернутое, уменьшенное изображение. Рассмотрим еще несколько сценариев. Скопируем наш рисунок для экономии времени. Рассмотрим вариант расположения объекта в двух фокальных расстояниях. Итак, теперь наш объект располагается в двух фокальный расстояниях. Поместим его здесь. Вот тут будет располагаться наш объект. Делаем то же самое. Можете нарисовать собственную схему на бумаге, чтобы попрактиковаться. Нарисуем один параллельный луч. После преломления он проходит через фокальную точку с другой стороны. И нарисуем другой луч, проходящий через фокальную точку на левой стороне, и затем он становится параллельным оси. И они сойдутся здесь. Получаем параллелограмм. Итак, мы видим, что расстояние здесь равно вот этому расстоянию. Я не хочу сказать, что здесь асимметрия, вы сами можете перевернуть его. Но это… И также равны вот эти расстояния. А также эти. Не хочу делать подробные выкладки. В любом случае, это будет перевернутое изображение того же размера и на том же самом расстоянии. Вообще-то, я не рассматривал расстояния в предыдущем примере. Вот тут реальное изображение, оно меньше, а также ближе, чем это. Оно ближе к линзе. Но тут изображение должно быть того же размера, что и объект. Оно перевернуто, но находится на том же расстоянии до линзы, только на другой стороне. Еще раз, это реальное изображение. Сделаем заново. Копируем, вставляем. Поместим объект на расстояние между одним и двумя фокусным и расстояниями. Например, здесь. Вот в этом месте. Мой объект, он здесь. Еще раз, движемся параллельно. Луч преломится через фокальную точку на другой стороне. И еще один луч через фокальную точку слева. Затем он преломится и станет параллельным. Здесь, а мы помним, что можем взять любую точку, я же взял верхнюю, потому что мы знаем, что луч из нижней точки придет сюда. Если я взял две точки, лучи сойдутся вот тут, справа. А если рассмотрим эту точку, и сделаем то же самое для нее, луч придет сюда. Все изображение сформируется здесь. Вот, оно реально, перевернуто и больше. И оно более удаленное от линзы, чем объект на другой стороне. Ситуация обратна первому примеру. В первом примере объект был больше и более, чем в двух фокусных расстояниях. А объект находился в этих пределах. Теперь объект здесь, а изображение на другой стороне, как будто объект и изображение поменялись местами. Сделаем еще кое-что. Итак, давайте-ка разместим объект на фокусном расстоянии и посмотрим, что же произойдет. Некоторые стараются просто зазубрить все это перед экзаменом. Не нужно этого делать, всё, что нужно помнить, это 2 луча, первый из вершины, который дает представление о том, как объект выглядит, и идет параллельно, и также второй, проходящий через фокальную точку. Учитывая сказанное, мы сталкиваемся с другим результатом, когда что-то находится в фокальной точке. Давайте рассмотрим этот случай. Рисуем параллельный луч. Он преломится через фокальную точку на другой стороне. И, вместо того, чтобы проводить луч, проходящий через фокальную точку на этой стороне, потому что мы не можем этого сделать, т. к. находимся в фокальной точке, проведем луч, который не преломляется. Мы делали подобное с параболическим зеркалом. Я хотел бы провести луч, идущий прямо в центр линзы, где он не преломляется. Он проходит напрямую через центр линзы. Итак, напрямую через центр. Итак, у нас оба луча, исходят из верха стрелки, и они не сойдутся нигде, как будто они исходят из разных точек. Если смотреть из этой точки, мы бы увидели просто два параллельных луча. Два параллельных луча. Таким образом, не получится никакого изображения, реального или виртуального. Мы можем с уверенностью сказать, что изображения нет. И, наконец, последний пример. Поместим объект менее чем на одно фокусное расстояние. Итак, пусть объект будет менее чем на одном фокусном расстоянии. Поместим сюда и посмотрим, что произойдет. Опять же, луч из вершины стрелки идет с другой стороны параллельно и проходит через фокальную точку. И проведем еще один луч, идущий в направлении, как будто бы он идет в направлении фокальной точки на этой стороне. Таким образом, он идет с этого направления. Луч пройдет вот так и выйдет с другой стороны параллельно. Ясно, что эти два луча не сойдутся. Итак, реального изображения не сформируется. Но, кажется, что они испускаются из какой-то точки. Давайте продолжим эти линии. Что же у нас произойдет? Итак, они испускаются из какой-то точки. Если посмотреть на эти лучи, то можно увидеть верх стрелки вот тут, выше, а основание будет вот здесь. А, в целом, что у нас здесь получается? Мы получаем увеличенное виртуальное изображение стрелки. Увеличенное виртуальное изображение стрелки. Надеюсь, вам было интересно. Subtitles by the Amara.org community