Thấu kính

Bổn điều mục giới thiệu chính làQuang họcThiết bị, mặt khác lĩnh vực thấu kính không ở nơi này thảo luận.

Thấu kính( tiếng Anh:lens) là một loại thông quaChiết xạĐemÁnh sángTụ hợp hoặc phân tánQuang họcThiết bị, thông thường là từ một mảnhPha lêCấu thành, nhưng dùng với mặt khácĐiện từ phóng xạCùng loại thiết bị thông thường cũng xưng là thấu kính, tỷ như: TừThạch cháChế thành vi ba thấu kính, dùngPha lê,Nhựa cây,PlasticHoặcThủy tinhChờ trong suốt tài liệu chế thànhKính lúp,Mắt kínhChờ, cũng đều là thấu kính.

Thấu kính có hai loại, trung gian hậu bên cạnh mỏng kêuThấu kính lồi,Trung gian mỏng bên cạnh hậu kêuThấu kính lõm,So mặt cầu bán kính tiểu rất nhiều thấu kính kêuThấu kính mỏng,Thấu kính mỏng bao nhiêu trung tâm kêu thấu kính kính tâm.

Thấu kính cũng không nhất định là cố định hình dạng, sử dụng thỏa mãn yêu cầu tài liệu tới chế tác có thể thay đổi hình dạng thấu kính có thể đề cao rõ ràng độ, độ nét, bất quá thông qua sử dụng màn ảnh tổ cũng có thể đạt tới tương đồng hiệu quả, liền như Australia nhiếp ảnh gia Jim · phất lôi trạch ( Jim Frazier ) làm như vậy, làm như vậy là chờ hiệu. Nếu ngươi có thích hợp hình dạng xác tới phong ấn khiết tịnh nhưng tăng giảm thủy, vậy có thể làm được.

Lịch sử

Châu ÂuCó quan hệ thấu kính văn tự ghi lại, sớm nhất xuất hiện ởCổ Hy Lạp,ỞAli StofanHí kịchĐám mây( kỷ nguyên trước 424 năm ) trung liền nhắc tớiThiêu pha lê( một loại thấu kính lồi, có thể hội tụThái dươngQuang tới đốt lửa ); lấy 《Tự nhiên sử》 (Naturalis Historia) một cuốn sách lưu danh đời sauCổ La Mã Tác gia,Nhà khoa học,Lão phổ lâm ni(23 năm –79 năm ) văn tự tự thuật trung cũng tỏ vẻLa Mã đế quốcBiếtThiêu pha lê,^[1]Hơn nữa đề cậpLàm cho thẳng thấu kínhCái thứ nhất khả năng sử dụng: Nói làNi lộcDùng với quan khánCách đấu thi đấuSử dụngLục đá quý.^[2]( tuy rằng khả cung tham khảo tư liệu cũng không minh xác, nhưng phỏng đoán là sửa lạiCận thịThấu kính lõm. ) hắn cùngTiểu phổ lâm niCùngTắc nội tạp( trước 3 năm –65 năm ) đều miêu tả tràn ngậpThủyPha lê cầu có phóng đại công năng. Ả Rập toán học giaIbn Sahl( c.940 năm –c.1000 năm ) sử dụng hiện tại biếtSử nại ngươi định luậtTính toán thấu kính hình dạng;^[3]Ibn al-Haitham( 965 năm –1038 năm ) sáng tác đệ nhất thiênQuang họcLuận văn, miêu tảThấu kínhNhư thế nào ở ngườiĐôi mắt Võng mạcThượng thành tượng. Nhất cổ xưa nhân công chế phẩm là ở MesopotamiaNi ni hơiBị khai quật ra tớiThạch anhThấu kính, ước chừng xuất hiện ở kỷ nguyên trước 640 năm.

Gần nhất ởNgười VikingCảng trấn nhỏFröjel,Hiện tạiThuỵ Điển Gothic lan,Tiến hành khai quật công tác, biểu hiện ở 11 đến 12 thế kỷ đã có thể chế tạo thủy tinh thấu kính, hơn nữa kiểm tra này phẩm chất có thể cùng 50 niên đại tiêu cầu kém thấu kính so sánh, duy kinh thấu kính có thể tụ tập thái dương quang điểm châm mồi lửa.

Mắt kínhƯớc chừng ở 1280 nămNghĩa đại lợiBị phát minh, lúc sau thấu kính mới bị phổ biến lợi dụng.Nicolas · kho saTắc bị cho rằng là đệ nhất vị đem thấu kính lõm dùng với trị liệuCận thịNgười, thời gian còn lại là 1451 năm.

Ernst · a bối( 1860 năm ) đưa raA bối sin điều kiện,Miêu tả thấu kính hoặc mặt khác quang học hệ thống nếu có thể rời đi quang trục khu vực thượng sinh ra giống như ở quang trục thượng giống nhau rõ ràng hình ảnh sở cần thiết muốn điều kiện. Hắn cải cách quang học dụng cụ, tỷ nhưKính hiển viThiết kế, hơn nữa trợ giúp sáng lậpCarl · Thái tưCông ty, không chỉ có trở thành quang học dụng cụ cung ứng thương, còn chủ đạo quang học dụng cụ nghiên cứu cùng phát triển.

Thấu kính kết cấu

Mặt cầu thấu kính cùng phi mặt cầu thấu kính

Mặt cầu thấu kính“Mặt cầu khúc suất” là cố định, cũng chính là thấu kính phía trước cùng mặt sau mặt ngoài đều phân biệt là cầu hình mặt ngoài một bộ phận. Mỗi cái mặt ngoài có thể làĐột mặt( từ thấu kính hướng ra phía ngoài nhô lên ),Lõm mặt( ao hãm tiến vào thấu kính ) hoặc là “Mặt bằng” ( bình thản ). Thấu kính trước sau mặt ngoài mặt cầu trung tâm điểm liền tuyến xưng là thấu kínhQuang trục,Cơ hồ ở sở hữu trạng huống hạ, thấu kính quang trục thông suốt quá thấu kính vật lý học thượng trung tâm.

Phi mặt cầu thấu kínhKhúc suất bán kính theo trung tâm trục mà biến hóa, có càng giai khúc suất bán kính, có thể duy trì tốt đẹp giống kém tu chỉnh.

Thấu kính lồi cùng thấu kính lõm

Thấu kính là căn cứ hai cái quang học mặt ngoài khúc độ tới phân loại,Song thấu kính lồi( hoặc làThấu kính lồi) hai mặt đều là nổi lên, nói cách khác, một cái thấu kính hai mặt đều là ao hãm xưng làSong thấu kính lõm(Thấu kính lõm). Nếu có một cái mặt ngoài là bình thản, cái này thấu kính xưng làBình thấu kính lồiHoặcBình thấu kính lõm,Muốn từ một cái khác mặt ngoài khúc độ tới quyết định. Thấu kính một cái mặt ngoài nhô lên, một cái khác mặt ngoài ao hãm, xưng làĐột thấu kính lõm,Trăng non thấu kính.( thông thường,Trăng non thấu kínhNói về sở hữu hình thức đột thấu kính lõm. )

Thông qua thấu kính hai cái mặt trung tâm thẳng tắp kêu thấu kính chủ quang trục, tên gọi tắt trục cái hoặc quang trục; thấu kính trung tâm xưng là quang tâm.

Nếu thấu kính là song thấu kính lồi hoặc bình thấu kính lồi, một bó bịHiệu chỉnhHoặc là song song cột sáng, lấy song song với quang trục phương hướng đi tới xuyên qua kính phía sau sẽ thấu kính phía sau hội tụ ( hoặc là ngắm nhìn ) ở trục thượng một cái điểm, cái này điểm xưng là tiêu điểm, cùng thấu kính khoảng cách xưng làTiêu cự.Dưới tình huống như vậy, thấu kính xưng là “Chính thấu kính”, “Thấu kính lồi” hoặc “Hội tụ thấu kính”. Bởi vì thấu kính lồi có thể hội tụ ánh sáng, nó nhưng dùng cho nhóm lửa. Mặt khác,Rất nhiều thiết bịĂn mặc kiểu Trung Quốc có thấu kính lồi, tới hình thành vật thể phóng đại giống.

Nếu thấu kính là song thấu kính lõm hoặc bình thấu kính lõm, một bó bịHiệu chỉnhHoặc là song song cột sáng, lấy song song với quang trục phương hướng đi tới xuyên qua kính phía sau sẽ thấu kính phía sau khuếch tán ( hoặc là phát tán ). Dưới tình huống như vậy, thấu kính xưng là “Phụ thấu kính”, “Thấu kính lõm” hoặc “Phát tán thấu kính”. Thông qua sau phát tán ánh sáng thoạt nhìn như là từ thấu kính phía trước quang trục thượng một cái bắn tỉa bắn ra đi, cái này điểm xưng là tiêu điểm, cùng thấu kính khoảng cách xưng làTiêu cự.Cùng chính thấu kính tương phản, này tiêu cự là giá trị âm. Bởi vì thấu kính lõm có thể phát tán ánh sáng, này thành tượng nhỏ lại, tầm nhìn so quảng, thường dùng với chế tácCận thị Mắt kính.

Nếu thấu kính là đột thấu kính lõm, như vậy là hội tụ hoặc phát tán thấu kính liền phải xem này hai cái mặt cong mặt ngoài tương đối khúc suất tới quyết định. Nếu hai người bằng nhau ( trăng non thấu kính ), tắc thông qua cột sáng vừa không hội tụ cũng không phát tán.

Chế kính giả phương trình

Đối bất luận cái gì một cái đặc thù thấu kính, tiêu trường có thể đi quaChế kính giả phương trình( tiếng Anh:Lensmaker's equation) tính toán mà đến: ^[4]

{\frac {1}{f}}=\left({\frac {n}{n_{m}}}-1\right)\left[{\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {(n-1)d}{nR_{1}R_{2}}}\right],

Nơi này

f

Là thấu kính tiêu cự.

n

Là thấu kính tài liệuChiết xạ suất.

n_{m}

Là vây quanh ở thấu kính tài liệu bốn phía vật chất chiết xạ suất.

R_{1}

Là thấu kính tới gần nguồn sáng này một bên mặt ngoài khúc suất bán kính.

R_{2}

Là thấu kính rời xa này một bên mặt ngoài khúc suất bán kính.

d

Là thấu kính độ dày ( dọc theo quang trục thượng, thấu kính hai cái mặt chi gian khoảng cách )

Khúc suất bán kínhR₁CùngR₂Ký hiệu ( chính giá trị âm )

Thấu kính khúc suất bán kính ký hiệu là từ thấu kính mặt ngoài là hội tụ hoặc phát tán tới quyết định, cái nàyKý hiệuDùng để tỏ vẻ biến hóa phương thức, nhưng là tại đây thiên văn chương trung,R₁Là chính trực, tỏ vẻ cái thứ nhất mặt là đột mặt, mà nếuR₁Là giá trị âm, cái này mặt chính là lõm mặt. Nhưng ở thấu kính phía sau ý nghĩa liền tương phản: NếuR₂Là chính trực, cái này mặt là lõm mặt, mà nếuR₂Là giá trị âm, cái này mặt là đột mặt. Nếu bán kính làVô cùng lớn,Này tỏ vẻ là một cái mặt bằng.

Thấu kính mỏng phương trình

Nếu độ dàydCùng khúc suất bán kínhR₁CùngR₂Tương đối là rất nhỏ trị số, cái này thấu kính xưng làThấu kính mỏng,Mà tiêu trườngfPhỏng chừng giá trị có thể phía dưới xấp xỉ công thức tính toán được đến:

{\frac {1}{f}}=\left({\frac {n}{n_{m}}}-1\right)\left[{\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}\right].

Tiêu trườngfLà chính trực, thấu kính là hội tụ thấu kính; là giá trị âm, thấu kính là phát tán thấu kính; vô cùng lớn, còn lại là trăng non thấu kính. Tiêu lớn lên đếm ngược 1/fĐược xưng là thấu kínhSố độ,Bởi vậy trăng non thấu kính số độ vì 0 độ, thấu kính độ này đâyĐi-ốpTới đo lường, nó đơn vị là (m⁻¹).

Đương ánh sáng từ phía sau về phía trước phương tiến lên khi, thấu kính cùng ánh sáng từ phía trước bắn vào khi có tương đồng tiêu trường. Đương ánh sáng từ phía trước tiến vào thấu kính khi, còn có một ít mặt khác tính chất đặc biệt, tỷ nhưGiống kém,Tắc không nhất định sẽ cùng ánh sáng từ phía sau tiến vào khi tương đồng.

Thành tượng đặc điểm

Vật thể đến thấu kính quang tâm khoảng cách xưng là vật cự, mà vật thể kinh thấu kính sở thành giống đến thấu kính quang tâm khoảng cách xưng là giống cự. Tắc thấu kính lồi cùng thấu kính lõm thành tượng thỏa mãn dưới công thức: ${\frac {1}{u}}+{\frac {1}{v}}={\frac {1}{f}}$ ,Trong đó $u$ Vì vật cự, $v$ Vì giống cự, $f$ VìTiêu cự.Thấu kính lồi thành tượng, hư vật đối thấu kính lõm thành tượng cụ thể quy luật như sau biểu, trong đó nếu chưa đặc biệt thuyết minh, tắc thấu kính lồi sở thành tượng đều vìThật giống,Thấu kính lõm sở thành tượng đều vìHư giống:

Vật cự ( u )	Giống cự ( v )	Thành tượng tính chất	Thấu kính lồi đối ứng ứng dụng
u>2f	f<v<2f	Đứng chổng ngược thu nhỏ lại	Cameras,Người mắt
u=2f	v=2f	Đứng chổng ngược chờ đại	Chờ đại giống pháp trắc tiêu cự, sao chụp cơ
f<u<2f	v>2f	Đứng chổng ngược phóng đại	Máy chiếu, máy chiếu, máy chiếu phim
u=f	v=∞	Không thành giống	Hải đăng, đèn pha
u<f	v>u	Đứng trước phóng đại hư giống	Kính lúp

Vật thể sở thành tượng di động phương hướng luôn là cùng vật thể di động phương hướng tương đồng, mà hai người tương đối tốc độ tắc cùng tương đối lớn nhỏ có quan hệ. Vật thật ở kính trước đối thấu kính lõm sở thành giống giống nhau thỏa mãn $v<f$ ,Thành thu nhỏ lại đứng trước hư giống, kính cận đó là dùng đến đây nguyên lý.

Quang tâm

Lý luận thượng, đương ánh sáng xuyên qua quang tâm (optical center), hẳn là sẽ xuất hiện lệch lạc (deviation). Trừ bỏ mặt cầu thấu kính, thấu kính lồi, thấu kính lõm, bình thấu kính lồi, bình thấu kính lõm, đột thấu kính lõm hình cung mặt đều là từ vứt vật mặt tạo thành, hơn nữa bởi vì thấu kính thông thường là rất mỏng, ở nhất định góc độ, ánh sáng xuyên qua trung tâm sẽ không xuất hiện thấy được lệch lạc (visible deviation).

Ở chế tạo thấu kính thời điểm, hình cung mặt là trải qua thiết kế, ở nhất định góc độ, ánh sáng xuyên qua trung tâm khi, phóng ra tuyến cùng tia khúc xạ sẽ tận lực biến thành song song. Mà bởi vì thấu kính thông thường là rất mỏng, lệnh gần như song song phóng ra tuyến cùng tia khúc xạ giống một cái thẳng tắp giống nhau.

Thực tế ứng dụng

Thấu kính lõm (concave lens):Cận thị Mắt kính
Thấu kính lồi (convex lens):Kính lúp,Máy chiếu,Cá mắt kính đầu,Viễn thị Mắt kính,Lão thị kính

Mặt khác,Camera màn ảnh,Kính hiển vi,Quang học kính viễn vọngChờ cũng sẽ dùng đến nhiều tổ thấu kính.

Trung kế thấu kính(relay lens): Thông thường có hai tổ thấu kính, trang bị ở kính ống trung tạo thành, thấu kính có thể là bình thường mặt cầu thấu kính, cũng có thể thị phi mặt cầu thấu kính. Tuy rằng tên gọi là trung kế thấu kính, nhưng nó cũng không phải thấu kính. Hai tổ thấu kính, ít nhất có hai cái ghép đôi thấu kính hoặc hai cái ghép đôi thấu kính tổ cấu thành.

Rất nhiều quang học hệ thống ( tỷ như kính viễn vọng ) trung yêu cầu chuyển hướng hệ thống, chuyển hướng hệ thống nhưng chia làm lăng kính thức cùng thấu kính thức. Trung kế thấu kính chính là một loại thấu kính thức chuyển hướng hệ thống, thông thường có thể lựa chọn từ hai tổ song dán liền mặt cầu thấu kính tạo thành.

Tham khảo tư liệu

^Pliny the Elder,The Natural History( trans. John Bostock )Book XXXVII, Chap. 10(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán).
^Pliny the Elder,The Natural History( trans. John Bostock )Book XXXVII, Chap. 16(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)
^Rashed, R. (1990). "A pioneer in anaclastics: Ibn Sahl on burning mirrors and lenses." Isis, 81, 464–491.
^Greivenkamp, p.14; Hecht §6.1

Phần ngoài liên kết

( phồn thể tiếng Trung )Quốc lập đuôi cọp khoa học kỹ thuật đại học - bao nhiêu quang học giáo trình
( phồn thể tiếng Trung )Cao chiêm khoa học tự nhiên dạy học tài nguyên ngôi cao - sáo tạp nhi công thức, tạo kính giả công thức(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)

[1] Pliny the Elder,The Natural History( trans. John Bostock )Book XXXVII, Chap. 10(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán).

[2] Pliny the Elder,The Natural History( trans. John Bostock )Book XXXVII, Chap. 16(Giao diện lưu trữ sao lưu,Tồn vớiInternet hồ sơ quán)

[3] Rashed, R. (1990). "A pioneer in anaclastics: Ibn Sahl on burning mirrors and lenses." Isis, 81, 464–491.

[4] Greivenkamp, p.14; Hecht §6.1

[1]

[2]

[3]

[4]