ภาพที่เกิดจากเลนส์
แนะนำใหม่| English | ความหมาย |
|---|---|
| lens/lenz/ | เลนส์ |
กล้องขยาย กล้องถ่ายรูป และดวงตาของคุณเอง
- เมื่อถือกล้องขยายเหนือหน้ากระดาษ ตัวอักษรจะดูใหญ่ขึ้น; กล้องถ่ายรูปจะย่อภาพทั้งฉากลงบนเซ็นเซอร์
- ทั้งสองใช้ เลนส์ ซึ่งเป็นชิ้นแก้วที่มีรูปทรงเฉพาะเพื่อหักเหแสงด้วยการหักเห
- โดยการเบี่ยงเบนรังสีแสงให้มาบรรจบกัน เลนส์จะสร้าง ภาพ ของสิ่งที่มองอยู่
- รังสีเพียงสองเส้นเรียบง่ายก็เพียงพอที่จะหาตำแหน่งของภาพนั้นได้
เลนส์รวมแสงและเลนส์กระจายแสง
- เลนส์รวม (เลนส์นูน) มีความหนาตรงกลางมากกว่า ขอบบางกว่า มันหักเหรังสีขนานให้ รวม เข้าด้วยกันที่จุดโฟกัส
- เลนส์กระจาย (เลนส์เว้า) มีความบางตรงกลางมากกว่า ขอบหนากว่า มันกระจายรังสีขนานให้ แยก ออกไป
- ความยาวโฟกัส $f$ คือระยะทางจากเลนส์ไปยังจุดโฟกัสของมัน
- เลนส์รวมแสงเป็นองค์ประกอบหลักของกล้องโปรเจคเตอร์ และตาของมนุษย์
เลนส์รวมแสง (นูน) คือ:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เลนส์รวมแสงมีส่วนกลางหนากว่าและทำให้รังสีขนานรวมตัวกันที่จุดโฟกัส
การวาดแผนภาพรังสี
- รังสี 1: จากยอดวัตถุ ขนานกับแกน แล้วหักเหผ่านจุดโฟกัสด้านไกล
- รังสี 2: จากยอดวัตถุ ตรงผ่าน ศูนย์กลาง ของเลนส์ (ไม่เบี่ยงเบน)
- จุดที่รังสีทั้งสองตัดกันคือยอดของ ภาพ
- นอกเหนือจากจุดโฟกัส ภาพจะเป็น จริง และ คว่ำ; ภายในจุดโฟกัส ภาพจะเป็น ลวง และ ตั้งตรง (เช่นในแว่นขยาย)
สร้างภาพผ่านเลนส์
ย้ายวัตถุให้ใกล้หรือไกลกว่าจุดโฟกัส แล้วสังเกตการเปลี่ยนของภาพจากจริงเป็นเสมือน
เมื่อวัตถุอยู่เกินระยะโฟกัสของเลนส์รวมแสง ภาพที่เกิดขึ้นจะเป็น:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เมื่ออยู่เกิน $f$ รังสีจะตัดกันเพื่อสร้างภาพจริงและคว่ำ
เลือก ทั้งหมด ข้อความที่ถูกต้องเกี่ยวกับเลนส์
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
เลนส์รวมแสงรวมรังสี (ส่วนกระจายแสงจะกระจายออก); รังสีผ่านศูนย์กลางไม่เบี่ยงเบน; ภายใน f ใช้เป็นแว่นขยาย
สมการเลนส์
- ระยะวัตถุ $u$, ระยะภาพ $v$ และความยาวโฟกัส $f$ เป็นไปตาม $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{u} + \dfrac{1}{v}$
- แก้สมการนี้เพื่อหาตำแหน่งที่ภาพเกิดขึ้นอย่างแม่นยำและขนาดของภาพ
- การขยาย คืออัตราส่วนระหว่างความสูงของภาพต่อความสูงของวัตถุ (หรือ $v/u$)
- ทั้งกล้องและตาจะขยับเลนส์หรือเปลี่ยน $f$ เพื่อรักษาภาพให้คมชัด
วัตถุอยู่ที่ระยะ $6\ \text{cm}$ จากเลนส์รวมแสงที่มีค่า $f = 2\ \text{cm}$ ระยะของภาพ $v$ คือเท่าใด มีหน่วยเป็นเซนติเมตร?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
$1/v = 1/2 - 1/6 = 2/6 \Rightarrow v = 3\ \text{cm}$.
สมการเลนส์คือ $\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{u} + \dfrac{1}{\_\_}$ (เติมสัญลักษณ์)
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
$1/f = 1/u + 1/v$ — ระยะวัตถุ, ระยะภาพ และระยะโฟกัส
เลนส์รวมแสง ไม่ ให้ภาพจริงและกลับหัวเสมอไป เมื่อวัตถุอยู่ ภายใน ระยะโฟกัส ภาพจะเป็น ภาพเสมือน ยืนตรง และขยายใหญ่ขึ้น — นั่นคือหลักการของแว่นขยายพอดี วัตถุต้องอยู่ นอก $f$ จึงจะได้ภาพจริงและกลับหัว
เลนส์รวมแสงที่ใช้เป็นแว่นขยายจะมีวัตถุอยู่ภายในระยะโฟกัส ทำให้เกิดภาพเสมือน ตั้งตรง และใหญ่ขึ้น
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
เมื่ออยู่ภายใน $f$ ภาพจะเป็นเสมือน ตั้งตรง และใหญ่ขึ้น — กรณีของแว่นขยาย
วัตถุอยู่ $6\ \text{cm}$ จากเลนส์รวมแสงที่มีระยะโฟกัส $f = 2\ \text{cm}$ จงหาตำแหน่งภาพ $v$
- $\dfrac{1}{v} = \dfrac{1}{f} - \dfrac{1}{u} = \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{6} = \dfrac{3-1}{6} = \dfrac{2}{6}$.
- $v = 3\ \text{cm}$ — ภาพจริงและกลับหัวทางฝั่งตรงข้าม
เลนส์รวมแสง (converging lens) ทำให้ลำแสงขนานลู่เข้าจุดโฟกัสและสร้างภาพ; ใช้ ลำแสงขนาน และ ลำแสงผ่านศูนย์กลาง เพื่อหามันBeyond $f$ ภาพจะเป็น จริงและกลับหัว; ภายใน $f$ ภาพจะเป็น ไม่จริง, ตั้งตรงและขยายใหญ่ขึ้น สมการเลนส์ $\dfrac1f = \dfrac1u + \dfrac1v$ ช่วยระบุตำแหน่งภาพ