Thấu kính là một chất trong suốt (thủy tinh, nhựa…) được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng
Lý thuyết thấu kính Internet
Tóm tắt lý thuyết
I. Thủy tinh. Phân loại ống kính
Thấu kính là một chất trong suốt (thủy tinh, nhựa…) được giới hạn bởi hai mặt cong hoặc một mặt cong và một mặt phẳng (Hình 29.1). Bạn đang xem: focus là gì
p>
Ta chỉ xét thấu kính mỏng hình cầu (một trong hai mặt có thể phẳng).
Có hai loại thấu kính tùy theo hình dạng và đặc tính của chúng:
+Thấu kính lồi (còn gọi là thấu kính có viền mỏng) là thấu kính hội tụ.
+Thấu kính lõm (còn gọi là thấu kính có gọng dày) là thấu kính phân kì.
Hai. Khảo sát thấu kính hội tụ
1. trung tâm quang học. tiêu điểm. Hồ sơ.
a) Tâm quang học
Một thấu kính mỏng có độ dày tâm rất nhỏ so với bán kính của quả cầu.
Đối với thấu kính mỏng, thí nghiệm và lý thuyết cho thấy có một điểm o trên thấu kính mà tất cả các tia tới điểm o đều đi thẳng qua thấu kính. o có thể coi là điểm chính giữa của thấu kính.
o được gọi là quang tâm của thấu kính (hình 29.1)
– Trục chính của thấu kính là đường thẳng đi qua quang tâm o và vuông góc với mặt thấu kính.
– Tất cả các đường thẳng khác đi qua quang tâm o đều là trục nhỏ.
Tất cả các tia tới quang tâm của thấu kính đều truyền theo một đường thẳng.
b) tập trung. Giới thiệu
– Chiếu một chùm tia tới song song tới một thấu kính hội tụ. Chùm tia đi cắt nhau (tiêu điểm) tại một điểm trên trục tương ứng với chùm tia tới. Điểm này là tiêu điểm của thấu kính.
Một pixel trên mỗi trục:
+ Tiêu điểm chính được biểu thị bằng f” (Hình 29.2).
+ Tiêu điểm phụ được ký hiệu là f”n.
Tiêu điểm của thấu kính hội tụ được hứng trên màn. Đây là trọng tâm thực sự của hình ảnh.
– Trên mỗi trục của thấu kính hội tụ còn có một gốc tọa độ của chùm tia tới nên chùm tia ló sẽ song song với nhau. Đó chính là tiêu điểm của thấu kính.
+ Tiêu điểm của đối tượng chính được ký hiệu là f.
+ Tiêu điểm của vật phụ được ghi là fn (n = 1, 2, 3,…) (Hình 29.3)
Tiêu điểm của ảnh và tiêu điểm của vật trên một trục đối xứng qua hai bên quang tâm. Vị trí của chúng phụ thuộc vào hướng di chuyển của ánh sáng.
– Tập hợp tất cả các tiêu điểm tạo nên tiêu điểm. Mỗi thấu kính đều có hai tiêu điểm: tiêu điểm ảnh và tiêu điểm vật.
Tiêu điểm có thể coi như một mặt phẳng vuông góc với trục chính và đi qua tiêu điểm chính (Hình 29.4)
2. tiêu cự. sự ngưng tụ.
Để thiết lập công thức của thấu kính, người ta đưa ra hai đại lượng quang học là tiêu cự và tụ quang.
Tiêu cự của thấu kính được xác định như sau: f =
Ta quy ước f > 0 đối với thấu kính hội tụ, tương ứng với tiêu điểm f” thực (phía sau thấu kính).
Chùm tia càng nhỏ thì thấu kính có thể hội tụ chùm tia càng tốt. Do đó, độ ngưng tụ của thấu kính được định nghĩa như sau:
(d = frac{1}{f}) (29.1)
Trong đó: đơn vị của f là mét (m); d tính bằng diode (dp).
iii. Khảo sát thấu kính phân kỳ
Quang tâm của thấu kính phân kỳ có tính chất giống như quang tâm của thấu kính hội tụ (Hình 29.5).
Việc xác định tiêu điểm và tiêu điểm (ảnh và vật) đối với thấu kính phân kì cũng tương tự như đối với thấu kính hội tụ (Hình 29.6 và 29.7). Sự khác biệt là tất cả chúng đều ảo, được tạo ra bởi sự mở rộng của ánh sáng.
<3
Tiêu cự của thấu kính phân kỳ và thấu kính hội tụ đều âm (tương ứng với tiêu cự f” ảo).
Bốn. Cấu tạo thấu kính
1. Khái niệm ảnh và vật trong quang học
Ta đã quan sát và dựng được ảnh của một vật gồm gương phẳng, gương cầu và thấu kính. Chúng tôi nhận thấy rằng:
– Ảnh ảo chỉ nhìn thấy bằng mắt tại nơi nhận được chùm tia phản xạ hoặc khúc xạ (Hình 29.8)
– Có thể thu được ảnh thật trên màn (Hình 29.9).
a) Để khái quát khái niệm ảnh, ta thường gọi chùm tia phát ra từ mặt cuối cùng của quang hệ là chùm tia đi.
– Hình ảnh điểm là giao điểm của chùm tia đi ra hoặc phần kéo dài của nó.
– Một pixel là:
Nếu chùm sáng là chùm hội tụ thì đó là ảnh thật.
Nếu chùm tia tới là chùm tia phân kì thì +ảnh ảo.
b) Tương tự, ta khái quát khái niệm về sự vật. Thông thường vật phát ra chùm tia tới là vật thật.
– Đối tượng điểm là giao điểm của chùm tia tới hoặc phần kéo dài của nó.
– Đối tượng điểm là:
Nếu chùm tia tới là chùm tia phân kì thì đó là vật thật.
Nếu chùm tia tới hội tụ thì nó là vật ảo.
2. Cách dựng ảnh tạo bởi ống kính
a) Kết xuất (vẽ hình ảnh) đề cập đến việc vẽ đường đi của một chùm ánh sáng thể hiện hình ảnh của một đối tượng điểm (điểm b trong Hình 29.10).
Tia tới thường dùng để vẽ ảnh:
– Một tia sáng tới tới quang tâm o của thấu kính.
– Tia tới song song với trục chính của thấu kính.
– Tia tới đi qua tiêu điểm f (hoặc đường thẳng kéo dài qua tiêu điểm f).
b) Nếu phải vẽ tia tới nào thì ta xác định trục phụ song song với tia tới. Tia đi ra tương ứng (hoặc phần mở rộng của nó) sẽ đi qua các tiêu điểm con trên trục con này (Hình 29.11).
– Tia tới song song với trục chính thì tia ló đi qua tiêu điểm ảnh của thấu kính hội tụ hoặc làm cho tia ló kéo dài qua tiêu điểm ảnh của thấu kính phân kì.
– Cho tia tới truyền theo đường thẳng đi qua quang tâm.
– Tia sáng tới qua tiêu điểm vật kính của thấu kính hội tụ hoặc đi qua tiêu điểm vật kính của thấu kính phân kỳ cho tia ló song song với trục chính.
– Cho phép lóa đối với bất kỳ tia nào đi qua tiêu điểm phụ nằm trên trục song song với tia ló của thấu kính hội tụ hoặc đối với tia ló có đường kéo dài qua tiêu điểm phụ song song với trục song song với tia tới của thấu kính phân kỳ .
– Dựng hai tia kẻ từ điểm sáng (nên chọn hai tia đặc biệt).
– Dựng hai tia ló tương ứng với hai tia tới.
– Xác định vị trí giao điểm của hai tia ló hay giao điểm của các đường kéo dài của hai tia ló, tức là vị trí ảnh của điểm sáng.
– Hiển thị hình ảnh điểm cuối của đối tượng bên ngoài trục chính. Xem thêm: Hater là gì – Ý nghĩa của thuật ngữ Hater
– Từ điểm cuối của ảnh, hạ đường thẳng vuông góc với trục chính của thấu kính. Đáy của đường thẳng đứng này là ảnh của điểm đối tượng trên trục chính.
V. Công thức ống kính
a) Để thiết lập một công thức chung đúng trong mọi trường hợp, người ta đặt giá trị đại số của khoảng cách như sau:
