ZERSTREUUNGSLINSE: EIGENSCHAFTEN, ELEMENTE, TYPEN, ANWENDUNGEN - KÖRPERLICH - 2024

Die divergierenden Linsen sind diejenigen, die in ihrem Mittelteil dünner und an den Rändern dicker sind. Infolgedessen trennen (divergieren) sie die Lichtstrahlen, die sie parallel zur Hauptachse treffen. Seine Erweiterungen konvergieren schließlich auf dem Bildfokus links vom Objektiv.

Divergierende Linsen oder auch negative Linsen bilden sogenannte virtuelle Bilder von Objekten. Sie haben verschiedene Anwendungen. Insbesondere in der Augenheilkunde werden sie zur Korrektur von Myopie und einigen Arten von Astigmatismus eingesetzt.

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Wenn Sie also kurzsichtig sind und eine Brille tragen, haben Sie ein perfektes Beispiel für eine divergierende Linse zur Hand.

Divergierende Objektivmerkmale

Wie bereits erläutert, sind divergierende Linsen in ihrem zentralen Teil schmaler als an den Rändern. Darüber hinaus ist bei diesem Linsentyp eine seiner Oberflächen immer konkav. Dies verleiht diesem Linsentyp eine Reihe von Eigenschaften.

Zunächst führt die Verlängerung der Strahlen, die auf sie treffen, zu virtuellen Bildern, die auf keinem Bildschirm erfasst werden können. Dies ist so, weil die durch die Linse hindurchtretenden Strahlen an keinem Punkt konvergieren, da sie in alle Richtungen divergieren. Außerdem öffnen sich die Strahlen je nach Krümmung der Linse mehr oder weniger stark.

Ein weiteres wichtiges Merkmal dieses Objektivtyps ist, dass der Fokus links vom Objektiv liegt, so dass er zwischen diesem und dem Objekt liegt.

Außerdem sind bei divergierenden Objektiven die Bilder kleiner als das Objekt und befinden sich zwischen ihm und dem Fokus.

JiPaul / von Henrik

Divergierende Linsenelemente

Wenn Sie sie studieren, ist es wichtig zu wissen, aus welchen Elementen Linsen im Allgemeinen und divergierende Linsen im Besonderen bestehen.

Der Punkt, durch den die Strahlen nicht abgelenkt werden, wird als optisches Zentrum einer Linse bezeichnet. Die Hauptachse ist ihrerseits die Linie, die diesen Punkt und den Hauptfokus verbindet, wobei letzterer durch den Buchstaben F dargestellt wird.

Der Name Hauptfokus ist der Punkt, an dem alle Strahlen, die auf die Linse treffen, parallel zur Hauptachse gefunden werden.

Auf diese Weise wird der Abstand zwischen dem optischen Zentrum und dem Fokus als Brennweite bezeichnet.

Die Krümmungszentren sind definiert als die Zentren der Kugeln, die die Linse erzeugen. Auf diese Weise sind die Krümmungsradien die Radien der Kugeln, aus denen die Linse entsteht. Und schließlich wird die Mittelebene der Linse als optische Ebene bezeichnet.

Bildgebung

Um die Bildung eines Bildes in einer dünnen Linse grafisch zu bestimmen, muss nur die Richtung bekannt sein, in die zwei der drei Strahlen folgen,
deren Flugbahn bekannt ist .

Eine davon trifft die Linse parallel zur optischen Achse der Linse. Sobald dies in der Linse gebrochen ist, durchläuft es den Bildfokus. Der zweite der Strahlen, dessen Weg bekannt ist, ist der durch das optische Zentrum. Dies wird seine Flugbahn nicht ändern.

Der dritte und letzte ist derjenige, der durch den Objektfokus geht (oder dessen Ausdehnung den Objektfokus kreuzt), der nach der Brechung einer Richtung parallel zu der der optischen Achse der Linse folgt.

Auf diese Weise wird im Allgemeinen der eine oder andere Bildtyp in den Linsen in Abhängigkeit von der Position des Objekts oder Körpers in Bezug auf die Linse erzeugt.

Im speziellen Fall von divergierenden Linsen weist das erzeugte Bild jedoch unabhängig von der Position des Körpers vor der Linse bestimmte Eigenschaften auf. Und es ist so, dass bei divergierenden Objektiven das Bild immer virtuell ist, kleiner als der Körper und rechts.

Anwendungen

Die Tatsache, dass sie das durch sie hindurchtretende Licht trennen können, verleiht divergierenden Linsen einige interessante Eigenschaften auf dem Gebiet der Optik. Auf diese Weise können sie Myopie und einige bestimmte Arten von Astigmatismus korrigieren.

Divergierende Augenlinsen trennen Lichtstrahlen so, dass sie beim Erreichen des menschlichen Auges weiter voneinander entfernt sind. Wenn sie die Hornhaut und die Linse kreuzen, gehen sie weiter und können die Netzhaut erreichen, was bei Menschen mit Myopie Sehprobleme verursacht.

Typen

Wie wir bereits besprochen haben, haben Sammellinsen mindestens eine konkave Oberfläche. Aus diesem Grund gibt es drei Arten von divergierenden Linsen: bikonkav, plankonkav und konvex konkav.

Divergierende bikonkave Linsen bestehen aus zwei konkaven Oberflächen, plankonkave Linsen haben eine konkave und eine flache Oberfläche, während bei konvex-konkaven oder divergenten Meniskus eine Oberfläche leicht konvex und die andere konkav ist.

Unterschiede zu Sammellinsen

Bei Sammellinsen nimmt die Dicke im Gegensatz zu Divergenzlinsen von der Mitte zu den Rändern hin ab. Somit werden bei diesem Linsentyp die Lichtstrahlen, die parallel zur Hauptachse fallen, in einem einzigen Punkt (im Fokus) konzentriert oder konvergieren. Auf diese Weise erstellen sie immer reale Bilder von Objekten.

In der Optik werden konvergente oder positive Linsen hauptsächlich zur Korrektur von Hyperopie, Presbyopie und einigen Arten von Astigmatismus verwendet.

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Gaußsche Linsengleichung und Vergrößerung einer Linse

Die am häufigsten untersuchten Linsenarten werden als dünne Linsen bezeichnet. Dies definiert alle Linsen, deren Dicke im Vergleich zu den Krümmungsradien der sie begrenzenden Oberflächen sehr gering ist.

Die Untersuchung dieses Linsentyps kann hauptsächlich durch zwei Gleichungen durchgeführt werden: die Gaußsche Gleichung und die Gleichung, mit der die Vergrößerung der Linse bestimmt werden kann.

Gauß-Gleichung

Die Bedeutung der Gaußschen Gleichung für dünne Linsen liegt in der großen Anzahl grundlegender optischer Probleme, die sie lösen kann. Sein Ausdruck ist der folgende:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Dabei ist 1 / f die Stärke der Linse und f die Brennweite oder Entfernung vom optischen Zentrum zum Fokus F. Die Maßeinheit für die Stärke einer Linse ist die Dioptrie (D), wobei der Wert 1 D = 1 ist m ^-1 . P und q sind ihrerseits die Entfernung, in der sich ein Objekt befindet, und die Entfernung, in der sein Bild beobachtet wird.

Übung gelöst

Ein Körper wird 40 Zentimeter von einer Zerstreuungslinse mit einer Brennweite von -40 Zentimetern entfernt platziert. Berechnen Sie die Höhe des Bildes, wenn die Höhe des Objekts 5 cm beträgt. Stellen Sie außerdem fest, ob das Bild gerade oder umgekehrt ist.

Wir haben folgende Daten: h = 5 cm; p = 40 cm; f = -40 cm.

Diese Werte werden in die Gaußsche Gleichung für dünne Linsen eingesetzt:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Und du bekommst:

1 / -40 = 1/40 + 1 / q

Von wo q = - 20 cm

Als nächstes ersetzen wir die Vergrößerung einer Linse durch das zuvor in der Gleichung erhaltene Ergebnis:

M = - q / p = - -20 / 40 = 0,5

Erhalten, dass der Wert der Erhöhung ist:

M = h '/ h = 0,5

Wenn wir aus dieser Gleichung h 'lösen, die der Wert der Höhe des Bildes ist, erhalten wir:

h '= h / 2 = 2,5 cm.

Die Höhe des Bildes beträgt 2,5 cm. Außerdem ist das Bild gerade, da M> 0 ist, und verringert sich, da der Absolutwert von M kleiner als 1 ist.

Verweise

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2. Lekner, John (1987). Reflexionstheorie, elektromagnetischer Wellen und Teilchenwellen. Springer.
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6. Hecht, Eugene (2002). Optik (4. Aufl.). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Körperlich. 3. Auflage. Barcelona: Ich habe umgekehrt.