Hình ảnh gương cầu

Để dựng ảnh của một nguồn sáng điểm bất kỳ trong gương cầu thì chỉ cần dựng một động hai tia bất kỳ phát ra từ nguồn này và phản xạ từ gương. Bản thân điểm giao nhau của các tia phản xạ sẽ cho ảnh thật của nguồn và điểm giao nhau của các phần mở rộng của tia phản xạ sẽ cho ảnh ảo.

Các tia đặc trưng.Để tạo ảnh trong gương cầu, thuận tiện khi sử dụng một số đặc tính tia, quá trình dễ xây dựng.

1. Chùm 1 tới gương song song với trục chính, sau khi bị phản xạ đi qua tiêu điểm chính của gương trong gương cầu lõm (Hình.3.6, nhưng); trong gương cầu lồi, tia phản xạ tiếp tục đi qua tiêu điểm chính. 1 ¢ (hình 3.6, NS).

2. Chùm 2 , đi qua tiêu điểm chính của gương cầu lõm, sau khi bị phản xạ, đi song song với quang trục chính - chùm 2 ¢ (hình 3.7, nhưng). cá đuối 2 tới gương cầu lồi sao cho đoạn tiếp của nó đi qua tiêu điểm chính của gương, bị phản xạ, cũng song song với trục chính - chùm 2 ¢ (hình 3.7, NS).

Cơm. 3.7

3. Coi tia 3 đi qua Trung tâm gương lõm - điểm O(hình 3.8, nhưng) và ray 3 sự cố trên gương cầu lồi sao cho điểm tiếp theo của nó đi qua tâm của gương - điểm O(hình 3.8, NS). Như chúng ta đã biết từ hình học, bán kính của đường tròn vuông góc với tiếp tuyến của đường tròn tại điểm tiếp tuyến, do đó tia 3 trong bộ lễ phục. 3.8 rơi trên gương dưới góc phải nghĩa là góc tới của các tia này bằng không. Điều này có nghĩa là các tia phản xạ 3 ¢ trong cả hai trường hợp đều trùng với sự rơi xuống.

Cơm. 3,8

4. Chùm 4 đi qua cây sào gương - điểm NS, được phản xạ đối xứng qua trục quang học chính (tia 4 ¢ trong bộ lễ phục. 3.9), vì góc tới bằng góc phản xạ.

Cơm. 3,9

DỪNG LẠI! Tự quyết định: A2, A5.

Người đọc: Một lần tôi lấy một muỗng canh bình thường và cố gắng nhìn thấy hình ảnh của mình trong đó. Tôi đã nhìn thấy hình ảnh, nhưng hóa ra nếu bạn nhìn vào lồi lõm một phần của cái thìa, sau đó là hình ảnh trực tiếp, và nếu trên lõm xuống sau đó đảo ngược... Tôi tự hỏi tại sao lại như vậy? Rốt cuộc, tôi nghĩ, một cái thìa có thể được coi như một loại gương cầu nào đó.

Nhiệm vụ 3.1. Dựng ảnh của các đường thẳng đứng nhỏ có độ dài bằng nhau trong gương cầu lõm (Hình 3.10). Độ dài tiêu cự đã được thiết lập. Người ta coi ảnh của những đoạn thẳng nhỏ vuông góc với trục chính trong gương cầu cũng là những đoạn thẳng nhỏ vuông góc với trục chính.

Dung dịch.

1. Trường hợp a. Lưu ý rằng trong trường hợp này, tất cả các vật đều nằm trước tiêu điểm chính của gương cầu lõm.

Cơm. 3,11

Chúng tôi sẽ chỉ xây dựng hình ảnh của các điểm cao nhất trong các phân đoạn của chúng tôi. Để làm điều này, chúng ta hãy vẽ qua tất cả các điểm trên: NHƯNG, TRONG và VỚI một chùm chung 1 song song với trục quang học chính (Hình 3.11). Chùm phản xạ 1 NS 1 .

Bây giờ từ các điểm NHƯNG, TRONG và VỚI hãy đưa ra những tia sáng 2 , 3 và 4 qua tiêu điểm chính của gương. Tia phản xạ 2 ¢, 3 ¢ và 4 ¢ sẽ chạy song song với trục quang học chính.

Giao điểm của các tia 2 ¢, 3 ¢ và 4 ¢ với ray 1 ¢ là hình ảnh của các điểm NHƯNG, TRONG và VỚI... Đây là những điểm NHƯNG¢, TRONG¢ và VỚI¢ trong hình. 3,11.

Để có được hình ảnh phân đoạn chỉ cần bỏ qua các dấu chấm NHƯNG¢, TRONG¢ và VỚI¢ vuông góc với trục quang học chính.

Như có thể thấy từ Hình. 3.11, tất cả các hình ảnh được bật ra có hiệu lực và đảo ngược.

Người đọc: Nó có nghĩa là gì - hợp lệ?

tác giả: Hình ảnh của các đối tượng xảy ra có hiệu lực và tưởng tượng... Chúng ta đã làm quen với ảnh tưởng tượng khi chúng ta nghiên cứu gương phẳng: ảnh tưởng tượng của một nguồn điểm là điểm mà chúng giao nhau sự tiếp nối tia phản xạ từ gương. Hình ảnh thực tế của nguồn điểm là điểm mà chúng giao nhau chúng tôi tia phản xạ từ gương.

Lưu ý rằng những gì hơn nữa có một vật thể từ một tấm gương, vì vậy nhỏ hơn có hình ảnh của anh ấy và như vậy gần hơn hình ảnh này để tiêu điểm của gương. Cũng lưu ý rằng hình ảnh của đoạn, điểm dưới của nó trùng với Trung tâm gương - điểm O, đã xảy ra đối xứng vật so với quang trục chính.

Tôi hy vọng bây giờ bạn hiểu tại sao, khi nhìn vào hình ảnh phản chiếu của bạn trong bề mặt lõm của một cái muỗng canh, bạn thấy mình bị thu nhỏ và đảo ngược: sau cùng, vật thể (khuôn mặt của bạn) đã rõ ràng. sự trơ trẽn tiêu điểm chính của gương cầu lõm.

2. Trường hợp b. Trong trường hợp này, các mặt hàng là ở giữa tiêu điểm chính và bề mặt của gương.

Tia đầu tiên - tia 1 như trong trường hợp này nhưng, chúng tôi đưa ra các điểm trên của các phân đoạn - điểm NHƯNG và TRONG 1 ¢ sẽ đi qua tiêu điểm chính của gương - điểm NS 1 (hình.3.12).

Bây giờ chúng ta hãy sử dụng các tia 2 và 3 đi từ điểm NHƯNG và TRONG và đi qua cây sào gương - điểm NS... Tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢ tạo với quang trục chính những góc bằng với tia tới.

Như có thể thấy từ Hình. 3.12, tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢ không giao nhau với chùm phản xạ 1 ¢. Có nghĩa, có hiệu lực hình ảnh trong trường hợp này Không... Nhưng sự tiếp nối tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢ giao nhau với sự tiếp nối chùm phản xạ 1 ¢ tính bằng điểm NHƯNG¢ và TRONG¢ đằng sau gương hình thành tưởng tượng chấm hình ảnh NHƯNG và TRONG.

Bỏ đường vuông góc khỏi các điểm NHƯNG¢ và TRONG¢ đến trục quang học chính, chúng tôi nhận được hình ảnh của các phân đoạn của chúng tôi.

Như có thể thấy từ Hình. 3.12, hình ảnh của các phân đoạn được bật ra thẳng và tăng, vậy thì sao gần hơnđối với tiêu điểm chính, hơn hình ảnh và chủ đề của anh ấy hơn nữađây là hình ảnh từ một tấm gương.

DỪNG LẠI! Tự quyết định: A3, A4.

Nhiệm vụ 3.2. Dựng ảnh của hai đoạn thẳng đứng nhỏ giống nhau trong gương cầu lồi (Hình 3.13).

Cơm. 3.13 Hình. 3,14

Dung dịch. Hãy để chùm sáng đi 1 qua các điểm trên của đoạn thẳng NHƯNG và TRONG song song với quang trục chính. Chùm phản xạ 1 ¢ sẽ đi sao cho phần tiếp theo của nó vượt qua tiêu điểm chính của gương - điểm NS 2 (Hình 3.14).

Bây giờ chúng ta hãy gửi tia tới gương 2 và 3 từ điểm NHƯNG và TRONGđể phần mở rộng của các tia này đi qua Trung tâm gương - điểm O... Các tia này sẽ bị phản xạ nên các tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢ trùng với tia tới.

Như bạn có thể thấy từ Hình. 3,14, chùm phản xạ 1 ¢ không giao nhau với tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢. Có nghĩa, có hiệu lực hình ảnh điểm NHƯNG và Không có... Nhưng sự tiếp nối chùm phản xạ 1 ¢ giao nhau với phần tiếp theo tia phản xạ 2 ¢ và 3 ¢ tính bằng điểm NHƯNG¢ và TRONG¢. Do đó các điểm NHƯNG¢ và TRONG¢ – tưởng tượng chấm hình ảnh NHƯNG và TRONG.

Để xây dựng hình ảnh phân đoạn bỏ qua các đường vuông góc khỏi các điểm NHƯNG¢ và TRONG¢ đến trục quang học chính. Như có thể thấy từ Hình. 3.14, hình ảnh của các phân đoạn được bật ra thẳng và giảm. Vậy thì sao gần hơnđối tượng với gương, hơn hình ảnh và chủ đề của anh ấy gần hơn nó là đối với gương. Tuy nhiên, ngay cả một vật ở rất xa cũng không thể tạo ra hình ảnh ở xa gương. ngoài tiêu điểm chính của gương.

Hy vọng rằng bây giờ đã rõ tại sao, khi nhìn vào hình ảnh phản chiếu của bạn trong bề mặt lồi của chiếc thìa, bạn thấy mình bị thu nhỏ, nhưng không bị lộn ngược.

DỪNG LẠI! Tự quyết định: A6.

Phản xạ ánh sáng là một hiện tượng trong đó tỷ lệ ánh sáng trên mặt phân cách giữa hai phương tiện truyền thông MN một phần của thông lượng ánh sáng tới, đã thay đổi hướng truyền của nó, vẫn ở trong cùng một môi trường. Chùm tia tớiAO- chùm sáng chỉ hướng truyền của ánh sáng. Chùm phản xạOB- một chùm sáng thể hiện hướng lan truyền của phần phản xạ của quang thông.

Góc tới- góc giữa chùm tia tới và phương vuông góc với mặt phản xạ.

Góc phản xạ - góc giữa chùm tia phản xạ và phương vuông góc nâng lên mặt phân cách giữa phương tiện truyền thông tại điểm tới của chùm tia.

Định luật phản xạ ánh sáng: 1) Tia tới và tia phản xạ nằm trong cùng một mặt phẳng với phương vuông góc khôi phục tại điểm tới của tia tới mặt phân cách giữa hai môi trường; 2) góc phản xạ bằng góc tới.

Gương có bề mặt là một mặt phẳng được gọi là gương phẳng. Phản chiếu gương Là sự phản xạ có hướng của ánh sáng.

Nếu mặt phân cách giữa môi trường là bề mặt có độ bất thường lớn hơn bước sóng của ánh sáng tới trên nó, thì các tia sáng song song cùng nhau tới trên bề mặt đó, sau khi phản xạ, không giữ lại tính song song của chúng, mà bị tán xạ trong tất cả các trường hợp có thể. hướng. Sự phản xạ ánh sáng này được gọi là lơ đãng hoặc khuếch tán.

Hình ảnh hợp lệ- Đây là hình thu được khi các tia cắt nhau.

Hình ảnh ma- Đây là hình ảnh có được khi các tia tiếp tục.

Dựng ảnh trong gương cầu.

Gương cầu MKđược gọi là bề mặt của đoạn hình cầu, đặc điểm phản xạ ánh sáng. Nếu ánh sáng bị phản xạ từ mặt trong của đoạn thì gương được gọi là lõm, và nếu từ bề mặt bên ngoài của phân khúc - lồi lõm... Gương cầu lõm là sưu tập, và lồi - phân tán.

Tâm của hình cầu C, từ đó đoạn hình cầu tạo thành gương bị cắt, được gọi là quang tâm của gương và phần trên cùng của phân đoạn hình cầu O- của anh cây sào; NS - bán kính cong của gương cầu.

Đường thẳng nào đi qua quang tâm của gương được gọi là trục quang học (KC; MC). Trục quang đi qua cực của gương được gọi là trục quang học chính (OC). Các tia đi qua gần trục chính gọi là paraxial.

Điểm NS Trong đó, sau khi phản xạ, tia paraxial tới gương cầu song song với trục chính cắt nhau được gọi là trọng tâm chính.

Khoảng cách từ cực đến tiêu điểm chính của gương cầu gọi là đầu mốiCỦA.

Bất kỳ tia tới nào dọc theo một trong các trục quang học của nó đều bị phản xạ từ gương dọc theo cùng một trục.

Công thức gương cầu lõm:
, ở đâu NS- khoảng cách từ vật đến gương (m), NS–Khoảng cách từ gương đến ảnh (m).

Công thức độ dài tiêu cự của gương cầu:
hoặc

Giá trị của D, là nghịch đảo của tiêu cự F của gương cầu, được gọi là công suất quang học.

/độ đo măt kiêng/.

Quang năng của gương cầu lõm là dương, còn của gương cầu lồi là cực âm.

Độ phóng đại tuyến tính G của gương cầu là tỷ số giữa kích thước của ảnh tạo bởi nó H với kích thước của vật thể được chụp ảnh h, tức là.
.

Bất kỳ bề mặt phản chiếu nào trong quá trình vật lý học thường được gọi là gương. Xét hai hình dạng hình học của gương:

• bằng phẳng
• hình cầu

- bề mặt phản chiếu, hình dạng của nó là một mặt phẳng. Việc xây dựng hình ảnh trong gương phẳng dựa trên, trong trường hợp chung, thậm chí có thể được đơn giản hóa (Hình 1).

Cơm. 1. Gương phẳng

Gọi nguồn trong ví dụ của chúng ta là điểm A (nguồn sáng điểm). Các tia từ nguồn lan truyền theo mọi hướng. Để tìm vị trí của hình, chỉ cần phân tích phương trình của hai tia bất kỳ và tìm giao điểm của chúng bằng cách dựng. Cho tia thứ nhất (1) được phóng theo một góc bất kỳ so với mặt phẳng của gương, và theo đó, chuyển động xa hơn của nó sẽ ở một góc phản xạ bằng góc tới. Tia thứ hai (2) cũng có thể được phóng ở bất kỳ góc nào, nhưng vẽ nó vuông góc với bề mặt sẽ dễ dàng hơn, bởi vì, trong trường hợp này, nó sẽ không bị khúc xạ. Phần mở rộng của tia 1 và tia 2 hội tụ tại điểm B, trong trường hợp của chúng ta, điểm này là điểm A (ảo) (Hình 1.1).

Tuy nhiên, các tam giác thu được trong Hình 1.1 là giống nhau (ở hai góc và một cạnh chung), khi đó có thể lấy điều sau đây làm quy tắc để dựng ảnh trong gương phẳng: Khi dựng ảnh trong gương phẳng, phải hạ độ vuông góc từ nguồn A đến mặt phẳng của gương là đủ, rồi tiếp tục vuông góc với cùng độ dài trên mặt kia của gương.(hình 1.2) .

Hãy sử dụng logic này (Hình 2).

Cơm. 2. Ví dụ về cấu tạo trong gương phẳng

Trong trường hợp vật thể không phải là chất điểm, điều quan trọng cần nhớ là hình dạng của vật thể trong gương phẳng không thay đổi. Nếu chúng ta cho rằng bất kỳ đối tượng nào thực sự bao gồm các điểm, thì trong trường hợp chung, cần phải phản ánh từng điểm. Trong một phiên bản đơn giản hóa (ví dụ, một đoạn hoặc một hình đơn giản), bạn có thể phản ánh các điểm cực trị, sau đó nối chúng bằng các đường thẳng (Hình 3). Trong trường hợp này AB là vật, A'B 'là ảnh.

Cơm. 3. Cấu tạo của một vật trong gương phẳng

Chúng tôi cũng giới thiệu một khái niệm mới - nguồn sáng điểm- một nguồn, kích thước có thể bị bỏ qua trong vấn đề của chúng ta.

- bề mặt phản chiếu, hình dạng của nó là một phần của hình cầu. Logic của việc tìm kiếm hình ảnh là giống nhau - tìm hai tia đến từ nguồn, giao điểm của chúng (hoặc phần mở rộng của chúng) sẽ cho hình ảnh mong muốn. Trên thực tế, đối với một vật thể hình cầu, có ba tia khá đơn giản, có thể dễ dàng dự đoán được sự khúc xạ của chúng (Hình 4). Hãy là một nguồn sáng điểm.

Cơm. 4. Gương cầu

Trước tiên, chúng ta hãy giới thiệu về đường đặc điểm và các điểm của gương cầu. Điểm 4 được gọi là quang tâm của gương cầu.Điểm này là tâm hình học của hệ thống. Dòng 5 - trục quang học chính của gương cầu- một đường thẳng đi qua quang tâm của gương cầu và vuông góc với tiếp tuyến của gương tại điểm này. Chấm NS — gương cầu tiêu điểm với các thuộc tính đặc biệt (sẽ nói thêm về điều đó ở phần sau).

Sau đó, có ba đường dẫn tia đủ đơn giản để xem xét:

1. màu xanh da trời. Chùm tia đi qua tiêu điểm, phản xạ từ gương, đi song song với trục quang học chính (tính chất tiêu điểm),
2. màu xanh lá. Chùm tia tới trên quang tâm chính của gương cầu bị phản xạ theo cùng một góc (),
3. Màu đỏ. Một chùm tia chạy song song với quang trục chính, sau khi khúc xạ sẽ đi qua tiêu điểm (tính chất tiêu điểm).

Chọn hai tia bất kỳ và giao điểm của chúng cho ta một hình ảnh về đối tượng của chúng ta ().

Tiêu điểm- Một điểm có điều kiện trên trục chính, tại đó các tia phản xạ từ gương cầu đi song song với trục chính hội tụ.

Đối với gương cầu tiêu cự(khoảng cách từ quang tâm của gương đến tiêu điểm) là một khái niệm hình học thuần túy, và tham số này có thể được tìm thấy thông qua quan hệ:

Sự kết luận: Những cái phổ biến nhất được sử dụng cho gương. Đối với gương phẳng, có một sự đơn giản hóa để tạo ảnh (Hình 1.2). Đối với gương cầu, có ba đường dẫn chùm tia, hai đường đi bất kỳ cho ảnh (Hình 4).

Gương cầu phẳng cập nhật: 09/09/2017 bởi tác giả: Ivan Ivanovich

Khi dựng ảnh của một điểm bất kỳ thuộc nguồn, không cần xét nhiều tia. Để làm điều này, nó là đủ để xây dựng hai dầm; điểm giao nhau sẽ xác định vị trí của hình ảnh. Cách thuận tiện nhất là xây dựng các tia đó, quá trình này rất dễ theo dõi. Đường đi của các tia này trong trường hợp phản xạ từ gương được thể hiện trong Hình. 213.

Cơm. 213. Các phương pháp dựng ảnh trong gương cầu lõm khác nhau

Chùm 1 đi qua tâm gương và do đó pháp tuyến đối với mặt gương. Tia này quay trở lại sau khi được phản xạ lại chính xác dọc theo trục quang học bên hoặc chính.

Chùm tia 2 song song với quang trục chính của gương. Sau khi phản xạ, chùm sáng này đi qua tiêu điểm của gương.

Chùm tia 3, mà từ điểm của vật đi qua tiêu điểm của gương. Sau khi phản xạ khỏi gương, nó đi song song với trục chính.

Chùm tia 4, tới trên gương tại cực của nó, sẽ bị phản xạ ngược đối xứng so với trục quang học chính. Để xây dựng một hình ảnh, bạn có thể sử dụng bất kỳ cặp tia này.

Sau khi xây dựng hình ảnh của đủ số điểm của một vật thể mở rộng, người ta có thể hình thành một ý tưởng về vị trí của hình ảnh của toàn bộ vật thể. Trong trường hợp của một hình dạng vật thể đơn giản được hiển thị trong Hình. 213 (đoạn thẳng vuông góc với trục chính), chỉ cần dựng một điểm trên ảnh là đủ. Một số trường hợp phức tạp hơn được đề cập trong các bài tập.

Trong bộ lễ phục. 210 đã cho cấu trúc hình học của ảnh đối với các vị trí khác nhau của vật thể trước gương. Cơm. 210, c - vật được đặt giữa gương và tiêu điểm - minh họa sự tạo ảnh ảo bằng cách sử dụng sự liên tục của các tia phía sau gương.

Cơm. 214. Dựng ảnh trong gương cầu lồi.

Trong bộ lễ phục. 214 là một ví dụ về việc dựng ảnh trong gương cầu lồi. Như đã đề cập trước đó, trong trường hợp này, hình ảnh tưởng tượng luôn thu được.

Để dựng ảnh trong thấu kính của một điểm bất kỳ của vật, cũng như khi dựng ảnh trong gương, chỉ cần tìm giao điểm của hai tia bất kỳ phát ra từ điểm này là đủ. Việc xây dựng đơn giản nhất được thực hiện bằng cách sử dụng các tia được hiển thị trong Hình. 215.

Cơm. 215. Các kỹ thuật khác nhau để xây dựng hình ảnh trong ống kính

Chùm 1 đi dọc theo quang trục chính không đổi hướng.

Chùm 2 rơi trên thấu kính song song với trục chính; khúc xạ, tia này đi qua tiêu điểm sau.

Tia 3 đi qua tiêu điểm phía trước; bị khúc xạ, tia này đi song song với quang trục chính.

Việc xây dựng các tia này được thực hiện mà không gặp bất kỳ khó khăn nào. Bất kỳ tia nào khác đến từ một điểm sẽ khó tạo ra hơn nhiều - người ta sẽ phải trực tiếp sử dụng định luật khúc xạ. Nhưng điều này là không cần thiết, vì sau khi xây dựng xong, bất kỳ tia khúc xạ nào cũng sẽ đi qua điểm đó.

Cần lưu ý rằng khi giải bài toán dựng ảnh của các điểm ngoài trục, không nhất thiết các cặp tia đơn giản nhất đã chọn thực sự đi qua thấu kính (hoặc gương). Trong nhiều trường hợp, chẳng hạn khi chụp ảnh, chủ thể lớn hơn nhiều so với ống kính, và các tia 2 và 3 (Hình 216) không đi qua ống kính. Tuy nhiên, những tia này có thể được sử dụng để xây dựng một hình ảnh. Tia thật và tia tham gia vào quá trình hình thành ảnh bị giới hạn bởi vành thấu kính (hình nón bóng mờ), nhưng tất nhiên chúng hội tụ tại cùng một điểm, vì người ta đã chứng minh rằng, khi khúc xạ trong thấu kính, ảnh của một nguồn điểm lại là một điểm.

Cơm. 216. Dựng ảnh trong trường hợp vật lớn hơn thấu kính rất nhiều

Chúng ta hãy xem xét một vài trường hợp điển hình của hình ảnh trong ống kính. Ống kính sẽ được coi là đang thu thập.

1. Chủ thể cách ống kính ở khoảng cách lớn hơn gấp đôi tiêu cự. Đây thường là vị trí của đối tượng khi chụp ảnh.

Cơm. 217. Dựng ảnh trong thấu kính trong trường hợp vật ở sau tiêu cự gấp đôi.

Việc xây dựng hình ảnh được cho trong Hình. 217. Kể từ đó theo công thức thấu kính (89,6)

,

nghĩa là ảnh nằm giữa tiêu điểm sau và tiêu điểm mỏng cách quang tâm của thấu kính gấp đôi tiêu cự. Hình ảnh bị đảo ngược (đảo ngược) và thu nhỏ, vì theo công thức phóng to

2. Cần lưu ý một trường hợp đặc biệt quan trọng khi tới thấu kính có một chùm tia song song với trục chính nào đó. Một trường hợp tương tự xảy ra, chẳng hạn, khi chụp ảnh các vật thể mở rộng ở rất xa. Việc xây dựng hình ảnh được cho trong Hình. 218.

Trong trường hợp này, ảnh nằm trên trục quang học thứ cấp tương ứng, ở vị trí giao điểm của nó với tiêu diện phía sau (đây là tên của mặt phẳng vuông góc với trục chính và đi qua tiêu điểm sau của thấu kính).

Cơm. 218. Dựng ảnh trong trường hợp chùm tia song song với trục chính chiếu tới thấu kính là

Các điểm của mặt phẳng tiêu điểm thường được gọi là tiêu điểm của các trục phụ tương ứng, để lại tên của tiêu điểm chính sau điểm tương ứng với trục chính.

Khoảng cách tiêu cự từ trục quang học chính của thấu kính và góc giữa trục phụ được xem xét và trục chính rõ ràng có quan hệ với nhau bằng công thức (Hình. 218)

3. Đối tượng nằm giữa một điểm ở tiêu cự gấp đôi và tiêu điểm phía trước - vị trí thông thường của đối tượng khi chiếu bằng đèn chiếu. Để nghiên cứu trường hợp này, chỉ cần sử dụng đặc tính về khả năng đảo ngược hình ảnh trong ống kính là đủ. Chúng tôi sẽ coi nó là một nguồn (xem Hình 217), sau đó nó sẽ là một hình ảnh. Có thể dễ dàng nhận thấy rằng trong trường hợp đang xét, hình ảnh bị ngược, được phóng đại và nằm cách thấu kính một khoảng cách lớn hơn gấp đôi tiêu cự.

Cần lưu ý trường hợp đặc biệt khi đối tượng cách thấu kính ở khoảng cách bằng gấp đôi tiêu cự, tức là Sau đó, theo công thức thấu kính

,

nghĩa là ảnh cũng nằm ở tiêu cự gấp đôi so với thấu kính. Hình ảnh trong trường hợp này bị lộn ngược. Để tăng chúng tôi tìm

nghĩa là, hình ảnh có cùng kích thước với vật thể.

4. Có tầm quan trọng lớn là trường hợp đặc biệt khi nguồn nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục chính của thấu kính và đi qua tiêu điểm phía trước.

Mặt phẳng này cũng là mặt phẳng tiêu điểm; nó được gọi là mặt phẳng tiêu điểm trước. Nếu nguồn điểm được đặt tại bất kỳ điểm nào của mặt phẳng tiêu điểm, nghĩa là ở một trong các tiêu điểm phía trước, thì một chùm tia song song ló ra khỏi thấu kính, hướng dọc theo trục quang học tương ứng (Hình 219). Góc giữa trục này và trục chính và khoảng cách từ nguồn đến trục được liên hệ bởi công thức

5. Đối tượng nằm giữa tiêu điểm phía trước và ống kính, tức là. Trong trường hợp này, hình ảnh là trực tiếp và tưởng tượng.

Việc xây dựng hình ảnh trong trường hợp này được cho trong Hình. 220. Kể từ đó, để tăng lên, chúng tôi có

nghĩa là, hình ảnh được phóng to. Chúng ta sẽ quay lại trường hợp này khi chúng ta nhìn vào kính lúp.

Cơm. 219. Nguồn và nằm trong tiêu diện phía trước. (Các chùm tia được phát ra từ thấu kính, song song với các trục bên đi qua các điểm của nguồn)

Cơm. 220. Dựng ảnh trong trường hợp vật nằm giữa tiêu điểm trước thấu kính

6. Xây dựng hình ảnh cho thấu kính khuếch tán (Hình 221).

Hình ảnh trong thấu kính khuếch tán luôn là hình ảnh tưởng tượng và trực tiếp. Cuối cùng, bởi vì, hình ảnh luôn được thu nhỏ.

Cơm. 221. Dựng ảnh trong thấu kính khuếch tán

Lưu ý rằng đối với tất cả các cấu tạo của tia đi qua một thấu kính mỏng, chúng ta có thể không xem xét đường đi của chúng bên trong thấu kính. Điều quan trọng là phải biết vị trí của quang tâm và các tiêu điểm chính. Do đó, một thấu kính mỏng có thể được biểu diễn bằng một mặt phẳng đi qua quang tâm vuông góc với trục chính, trên đó đánh dấu vị trí của các tiêu điểm chính. Máy bay này được gọi là máy bay chính. Rõ ràng, tia đi vào và đi ra khỏi thấu kính đi qua cùng một điểm của mặt phẳng chính (Hình 222, a). Nếu chúng ta giữ các đường viền của thấu kính trong bản vẽ, thì chỉ để phân biệt trực quan giữa thấu kính thu và thấu kính khuếch tán; đối với tất cả các công trình, những phác thảo này là không cần thiết. Đôi khi, để bản vẽ đơn giản hơn, thay vì đường viền của ống kính, một hình ảnh tượng trưng được sử dụng, được hiển thị trong Hình. 222, b.

Cơm. 222. a) Thay thấu kính bằng mặt phẳng chính; b) hình ảnh tượng trưng của thấu kính thu (trái) và thấu kính khuếch tán (phải); c) thay gương bằng mặt phẳng chính

Tương tự, một gương cầu có thể được biểu diễn bằng một mặt phẳng chính tiếp xúc với bề mặt của quả cầu tại cực của gương, cho biết trên trục chính vị trí của tâm quả cầu và tiêu điểm chính. Vị trí cho biết chúng ta đang xử lý gương lõm (thu) hay gương lồi (tán xạ) (Hình. 222, c).

Gương phẳng là một bề mặt phẳng phản chiếu ánh sáng một cách đặc biệt.

Việc xây dựng hình ảnh trong gương dựa trên quy luật truyền thẳng và phản xạ ánh sáng.

Hãy xây dựng hình ảnh của một nguồn điểm NS(hình6.10). Từ nguồn, ánh sáng đi theo mọi hướng. Một chùm ánh sáng rơi vào gương SAB, và hình ảnh được tạo ra bởi toàn bộ chùm sáng. Nhưng để xây dựng một hình ảnh, chỉ cần lấy hai tia bất kỳ từ chùm tia này là đủ. VÌ THẾ và SC... cá đuối VÌ THẾ rơi vuông góc với mặt gương AB(góc tới là 0), vì vậy góc phản xạ sẽ đi theo hướng ngược lại Hệ điều hành... cá đuối SC sẽ được phản chiếu theo một góc \ (~ \ gamma = \ alpha \). Tia phản xạ Hệ điều hành và SC phân kì và không cắt nhau nhưng nếu lọt vào mắt người thì người đó sẽ thấy ảnh S 1 là giao điểm. sự tiếp nối tia phản xạ.

Ảnh thu được tại giao điểm của các tia phản xạ (hoặc khúc xạ) được gọi là hình ảnh hợp lệ.

Hình ảnh thu được khi giao nhau không phải bản thân các tia phản xạ (hoặc khúc xạ) mà là phần kéo dài của chúng, được gọi là hình ảnh tưởng tượng.

Như vậy, trong gương phẳng, ảnh luôn là ảnh ảo.

Có thể chứng minh được (xét tam giác SOC và S 1 OC) mà khoảng cách VÌ THẾ= S 1 O, tức là ảnh của điểm S 1 cách gương cùng khoảng cách với điểm S. Từ đó ta có thể dựng ảnh của một điểm trong gương phẳng, cần hạ độ vuông góc với gương phẳng từ đó là đủ chỉ và tiếp tục nó ở cùng một khoảng cách sau gương (hình 16.11).

Khi dựng hình ảnh của một vật thể, vật thể sau được biểu diễn như một tập hợp các nguồn sáng điểm. Do đó, chỉ cần tìm ảnh của các điểm cực viễn của vật là đủ.

Ảnh A 1 B 1 (Hình 16.12) của vật AB trong gương phẳng luôn là ảnh ảo, trực tiếp, cùng chiều với vật và đối xứng với gương.