THẤU KÍNH HỘI TỤ: ĐẶC ĐIỂM, CÁC LOẠI VÀ BÀI TẬP ĐÃ GIẢI - VẬT LÝ - 2026

Các ống kính hội tụ là những mỏng ở các cạnh được dày hơn ở phần trung tâm của nó. Hệ quả là chúng tập trung (hội tụ) các tia sáng chiếu vào chúng song song với trục chính tại một điểm duy nhất. Điểm này được gọi là tiêu điểm, hay tiêu điểm của ảnh, và được biểu thị bằng chữ F. Thấu kính hội tụ hoặc thấu kính dương tạo thành cái được gọi là ảnh thật của vật.

Một ví dụ điển hình của thấu kính hội tụ là kính lúp. Tuy nhiên, người ta thường tìm thấy loại thấu kính này trong các thiết bị phức tạp hơn nhiều như kính hiển vi hoặc kính thiên văn. Trên thực tế, kính hiển vi ghép cơ bản là một kính được tạo thành từ hai thấu kính hội tụ có tiêu cự nhỏ. Những thấu kính này được gọi là vật kính và mắt.

Kính lúp, một thấu kính hội tụ.

Thấu kính hội tụ được sử dụng trong quang học cho các ứng dụng khác nhau, mặc dù có lẽ cách tốt nhất được biết đến là để sửa các khuyết tật về thị giác. Vì vậy, chúng được chỉ định để điều trị viễn thị, viễn thị và cả một số dạng loạn thị như loạn thị viễn thị.

nét đặc trưng

Thấu kính hội tụ. Chetvorno

Thấu kính hội tụ có một số đặc điểm xác định chúng. Trong mọi trường hợp, có lẽ điều quan trọng nhất là cái mà chúng ta đã nâng cao trong định nghĩa của nó. Do đó, thấu kính hội tụ có đặc điểm là làm lệch tia qua tiêu điểm bất kỳ tia nào rơi vào chúng theo hướng song song với trục chính.

Hơn nữa, tương hỗ, bất kỳ tia tới nào đi qua tiêu điểm đều bị khúc xạ song song với trục quang của thấu kính.

Các thành phần thấu kính hội tụ

Đối với nghiên cứu của mình, điều quan trọng là phải biết những yếu tố nào tạo nên thấu kính nói chung và thấu kính hội tụ nói riêng.

Nói chung, nó được gọi là quang tâm của thấu kính khi mọi tia đi qua nó đều không bị lệch.

Trục chính là đường nối quang tâm và tiêu điểm chính mà ta đã nhận xét, được biểu diễn bằng chữ F.

Tiêu điểm chính là điểm mà tất cả các tia tới thấu kính đều song song với trục chính.

Tiêu cự là khoảng cách giữa quang tâm và tiêu điểm.

Tâm cong được định nghĩa là tâm của các mặt cầu tạo ra thấu kính; Bán kính cong là bán kính của mặt cầu sinh ra thấu kính.

Và cuối cùng, mặt phẳng trung tâm của thấu kính được gọi là mặt phẳng quang học.

Sự hình thành hình ảnh trong thấu kính hội tụ

Để tạo ảnh trong thấu kính hội tụ, phải tính đến một loạt các quy tắc cơ bản, được giải thích dưới đây.

Nếu chùm tia tới thấu kính song song với trục thì chùm tia ló hội tụ trên tiêu điểm ảnh. Ngược lại, nếu một tia tới đi qua tiêu điểm vật thì tia ló theo phương song song với trục. Cuối cùng, các tia đi qua quang tâm bị khúc xạ mà không gặp bất kỳ loại lệch hướng nào.

Do đó, các trường hợp sau có thể xảy ra đối với thấu kính hội tụ:

- Vật đặt cách quang phẳng một khoảng lớn hơn hai lần tiêu cự. Trong trường hợp đó, hình ảnh được tạo ra là thực, ngược và nhỏ hơn vật thể.

- Đó là vật nằm cách quang phẳng một khoảng bằng hai lần tiêu cự. Khi điều này xảy ra, ảnh thu được là ảnh thật, ngược chiều và cùng kích thước với vật.

- Vật cách quang phẳng một khoảng từ một lần đến hai lần tiêu cự. Sau đó, một hình ảnh được tạo ra giống như thật, đảo ngược và lớn hơn vật thể ban đầu.

- Vật đó nằm cách quang phẳng một khoảng nhỏ hơn tiêu cự. Trong trường hợp đó, ảnh sẽ ảo, trực tiếp và lớn hơn vật thể.

Các loại thấu kính hội tụ

Có ba loại thấu kính hội tụ khác nhau: thấu kính hai mặt lồi, thấu kính plano-lồi và thấu kính lồi lõm.

Thấu kính hai mặt lồi, như tên cho thấy, được tạo thành từ hai bề mặt lồi. Trong khi đó, plano-lồi có một mặt phẳng và một mặt lồi. Và cuối cùng, thấu kính lồi lõm được tạo thành từ một bề mặt hơi lõm và một mặt lồi.

Sự khác biệt với thấu kính phân kỳ

Thấu kính hội tụ. Fir0002 (nói chuyện) (Tải lên)

Mặt khác, thấu kính phân kỳ khác thấu kính hội tụ ở chỗ độ dày giảm dần từ rìa về phía trung tâm. Vì vậy, trái với những gì đã xảy ra với thấu kính hội tụ, ở loại thấu kính này, các tia sáng chiếu song song với trục chính bị tách ra. Bằng cách này, chúng tạo thành cái được gọi là ảnh ảo của các đối tượng.

Trong quang học, thấu kính phân kỳ hoặc thấu kính tiêu cực, như chúng còn được biết đến, được sử dụng chủ yếu để điều chỉnh tật cận thị.

Phương trình Gaussian của thấu kính mỏng và độ phóng đại của thấu kính

Nói chung, loại thấu kính được nghiên cứu được gọi là thấu kính mỏng. Chúng được định nghĩa là những vật có độ dày nhỏ so với bán kính cong của các bề mặt giới hạn chúng.

Loại thấu kính này có thể được nghiên cứu với phương trình Gauss và với phương trình cho phép xác định độ phóng đại của thấu kính.

Phương trình Gauss

Phương trình Gaussian cho thấu kính mỏng được sử dụng để giải quyết vô số các vấn đề quang học cơ bản. Do đó tầm quan trọng của nó rất lớn. Biểu thức của nó như sau:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Trong đó 1 / f được gọi là công suất của thấu kính và f là tiêu cự hoặc khoảng cách từ quang tâm đến tiêu điểm F. Đơn vị đo công suất của thấu kính là đi-ốp (D), trong đó 1 D = 1 m ^-1 . Về phần mình, p và q lần lượt là khoảng cách mà tại đó một vật được đặt và khoảng cách mà ảnh của nó được quan sát.

Độ phóng đại của ống kính

Độ phóng đại theo phương của một thấu kính mỏng thu được với biểu thức sau:

M = - q / p

Trong đó M là độ phóng đại. Từ giá trị của sự gia tăng, có thể suy ra một số hệ quả:

Nếu -M-> 1, kích thước ảnh lớn hơn đối tượng

Nếu -M- <1, kích thước hình ảnh nhỏ hơn kích thước đối tượng

Nếu M> 0 thì ảnh ở đúng và cùng phía với thấu kính với vật (ảnh ảo)

Nếu M <0 thì ảnh ngược chiều và ngược chiều vật (ảnh thật)

Bài tập đã giải quyết

Một vật đặt cách thấu kính hội tụ một m, có tiêu cự 0,5 m. Hình ảnh cơ thể sẽ như thế nào? Nó sẽ là bao xa?

Ta có các số liệu sau: p = 1 m; f = 0,5 m.

Chúng tôi đưa các giá trị này vào phương trình Gaussian cho thấu kính mỏng:

1 / f = 1 / p + 1 / q

Và những điều sau đây vẫn còn:

1 / 0,5 = 1 + 1 / q; 2 = 1 + 1 / q

Chúng tôi cô lập 1 / q

1 / q = 1

Sau đó xóa q và nhận được:

q = 1

Do đó, chúng tôi thay thế trong phương trình cho độ phóng đại của thấu kính:

M = - q / p = -1 / 1 = -1

Do đó, ảnh thật vì q> 0, ngược chiều vì M <0 và có độ lớn bằng vì giá trị tuyệt đối của M là 1. Cuối cùng, ảnh cách tiêu điểm một m.

Người giới thiệu

1. Ánh sáng (nd). Trên Wikipedia. Được lấy vào ngày 18 tháng 3 năm 2019, từ es.wikipedia.org.
2. Lekner, John (1987). Lý thuyết về sự phản xạ, về sóng điện từ và hạt. Springer.
3. Ánh sáng (nd). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 20 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
4. Thấu kính (nd). Trên Wikipedia. Được truy cập vào ngày 17 tháng 3 năm 2019, từ es.wikipedia.org.
5. Ống kính (quang học). Trong Wikipedia. Truy cập ngày 19 tháng 3 năm 2019, từ en.wikipedia.org.
6. Hecht, Eugene (2002). Quang học (xuất bản lần thứ 4). Addison Wesley.
7. Tipler, Paul Allen (1994). Vật lý. Phiên bản thứ 3. Barcelona: Tôi đã đảo ngược.