Konstrukcja obrazu w soczewce: rzeczywiste promienie i przedłużenia

Potrzebne wiadomości: Ognisko soczewki, załamanie światła i podobieństwo trójkątów.

Rozpocznij od jednego punktu przedmiotu

Rysujemy oś, cienką soczewkę i ogniska w jednakowych odległościach po jej stronach. Z wierzchołka strzałki przedmiotu prowadzimy promień równoległy do osi: po skupiającej soczewce biegnie przez dalsze ognisko. Drugi prowadzimy przez środek optyczny, bez zmiany kierunku w przyjętym modelu cienkiej soczewki. Punkt przecięcia obu promieni wyznacza wierzchołek obrazu. Strzałki na promieniach wskazują bieg światła od przedmiotu.

Przedłużenie nie jest promieniem biegnącym wstecz

Gdy przedmiot leży bliżej niż ognisko, promienie po soczewce się rozchodzą. Przerywanymi liniami przedłużamy je wstecz do wspólnego punktu po stronie przedmiotu. Obraz jest pozorny: nie można otrzymać go na ekranie postawionym w miejscu przecięcia samych przedłużeń. Dla soczewki rozpraszającej promień równoległy wychodzi tak, jakby pochodził z bliższego ogniska; również wykorzystujemy przedłużenie.

W konwencji odległości p>0 dla rzeczywistego przedmiotu i q>0 dla rzeczywistego obrazu 1/f=1/p+1/q, a powiększenie m=-q/p. Dla p=18 cm oraz f=6 cm otrzymamy q=9 cm i m=−1/2. Znak zgadza się z odwróconą strzałką. Rysunki są przyosiowe; różne skale pionowa i pozioma ułatwiają czytanie wysokości, nie służą mierzeniu rzeczywistych kątów załamania.

Zadania do tego tematu

• Zbuduj rzeczywisty obraz i sprawdź punkt przecięcia
• Lupa: obraz z przecięcia przedłużeń
• Soczewka rozpraszająca: który promień trzeba przedłużyć?

Dalsza lektura

Materiał referencyjny