Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Lens (optics)

Lenti ya biconvex
Lenses inaweza kutumika kuzingatia mwanga

Lens ni kifaa cha macho kinachotenganisha ambacho kinalenga au kutawanya boriti ya mwanga kwa njia ya kukataa . Lens rahisi ina kipande kimoja cha nyenzo za uwazi , wakati lens ya kiwanja ina lenses kadhaa ( vipengele ) rahisi, kawaida hupangwa pamoja na mhimili wa kawaida. Lenses hufanywa kutoka kwa vifaa kama vile kioo au plastiki , na ni ya chini na inafunikwa au imetengenezwa kwa sura inayotaka. Lens inaweza kuzingatia mwanga ili kuunda picha , tofauti na prism , ambayo inakataza mwanga bila kuzingatia. Vifaa vinavyozingatia au kusambaza mawimbi na mionzi isipokuwa mwanga unaoonekana huitwa pia lenses, kama lenses za microwave , lenses za elektroni , lenses za acoustic, au lenses za kulipuka .

Yaliyomo

Historia

Nimrud lens

Lens ya neno hutoka lēns , jina Kilatini la lenti , kwa sababu lens mbili-convex ni shaba lentil. Mmea wa lenti pia hutoa jina lake kwa takwimu ya jiometri . [1] [2]

Wataalamu wengine wanasema kuwa ushahidi wa archaeological unaonyesha kuwa kulikuwa na matumizi ya lenses ya kale, kwa muda wa miaka mia kadhaa. [3] Ya kinachojulikana kama Nimrud lens ni kioo chenye kioo cha karne ya 7 KK ambayo inaweza au haijaweza kutumika kama glasi ya kukuza, au glasi inayowaka. [4] [5] [4] [6] Wengine wamependekeza kwamba baadhi hieroglyphs Misri zinaonyesha "rahisi kioo meniscal lenzi". [7] [ ukaguzi unaohitajika ]

Rejea ya zamani zaidi ya matumizi ya lenses ni kutoka kwa Aristophanes ' The Clouds (424 BC) kutaja glasi ya moto. [8] Pliny Mzee (karne ya kwanza) inathibitisha kuwa glasi za moto zinajulikana katika kipindi cha Kirumi. [9] Pliny pia ina kumbukumbu inayojulikana kabisa ya matumizi ya lens ya kurekebisha wakati anasema kuwa Nero alisema kutazama michezo ya gladiatorial kutumia emerald (labda concave kurekebisha kwa karibusightedness , ingawa kumbukumbu ni wazi). [10] Pliny na Seneca mdogo (3 BC-65) walielezea athari ya kukuza ya globe ya kioo iliyojaa maji.

Ptolemy (karne ya 2) aliandika kitabu juu ya Optics , ambayo hata hivyo inashikilia tu tafsiri ya Kilatini ya tafsiri isiyo kamili na yenye maskini sana ya Kiarabu. Kitabu hicho kilikuwa, hata hivyo, kilichopokelewa, na wasomi wa kisasa katika ulimwengu wa Kiislam, na alielezea na Ibn Sahl (karne ya 10), ambaye pia alikuwa ameboreshwa na Alhazen ( Kitabu cha Optics , karne ya 11). Neno la Kiarabu kwa ajili ya "lenzi", عدسة'adasa ( "lentil") ni moja kwa moja mkopo tafsiri ya Kilatini ya Lens, lenticula. Tafsiri ya Kiarabu ya Optics Ptolemy ulipatikana katika tafsiri ya Kilatini katika karne ya 12 ( Eugenius wa Palermo 1154). Kati ya karne ya 11 na 13 " mawe ya kusoma " yalitengenezwa. Hizi zilikuwa za lenti za kwanza za plane-convex zilizofanywa kwa kukata nyanja ya kioo katika nusu. Vipengele vya Visby vya karne ya 11 au 12 za milele vinaweza au hazikusudiwa kutumiwa kama glasi zinazowaka. [11]

Vivutio vilipatikana kama uboreshaji wa "mawe ya kusoma" ya kipindi cha juu katikati ya Italia katika nusu ya pili ya karne ya 13. [12] Hii ilikuwa mwanzo wa sekta ya macho ya kusaga na kupigia lenses kwa viwanja vya michezo, kwanza huko Venice na Florence mwishoni mwa karne ya 13, [13] na baadaye katika vituo vya kufanya maonyesho huko Uholanzi na Ujerumani. [14] Watengenezaji wa watangazaji walitengeneza aina bora za lenses kwa ajili ya marekebisho ya maono ya msingi zaidi juu ya ujuzi wa maarifa uliopatikana kutokana na kuchunguza madhara ya lenses (labda bila ujuzi wa nadharia ya macho ya rudiment ya siku). [15] [16] Maendeleo ya vitendo na majaribio na lenses yalipelekea uvumbuzi wa darubini ya macho ya karibu karibu na 1595, na darubini la kukataa mwaka 1608, ambayo yote yalionekana katika vituo vya kufanya maonyesho nchini Uholanzi . [17] [18]

Kwa uvumbuzi wa darubini na darubini kulikuwa na mpango mkubwa wa majaribio na maumbo ya lens katika karne ya 17 na mapema ya 18 kujaribu kujaribu kusahihisha makosa ya chromatic kuonekana katika lenses. Daktari wa Daktari walijaribu kujenga lenses za aina tofauti za ukingo, kupotokea vibaya makosa kutokana na kasoro katika takwimu ya spherical ya nyuso zao. [19] Nadharia ya macho juu ya kukataa na majaribio haikuonyesha hakuna lens moja ya kipengele inaweza kuleta rangi zote kwa lengo. Hii imesababisha uvumbuzi wa lens ya kizunguko cha kiwanja na Chester Moore Hall nchini Uingereza mwaka wa 1733, uvumbuzi pia ulidai na Mingereza wa Kiingereza John Dollond katika patent ya 1758.

Ujenzi wa lenses rahisi

Lenses nyingi ni lenses spherical : nyuso zao mbili ni sehemu ya nyuso za nyanja. Kila uso unaweza kuwa na mshipa (kupiga nje kutoka lens), concave (huzuni katika lens), au mpango (gorofa). Mstari wa kujiunga na vituo vya nyanja zinazounda nyuso za lens huitwa mhimili wa lens. Kawaida mhimili wa lens unapita katikati ya lens, kwa sababu ya njia ya viwandani. Lenses inaweza kukatwa au ardhi baada ya viwanda ili kuwapa sura au ukubwa tofauti. Mhimili wa lens hauwezi kupita katikati ya lens.

Lenti ya Toric au sphero-cylindrical ina nyuso na radii mbili za curvature katika ndege mbili za orthogonal. Wana nguvu tofauti ya mtazamo katika meridians tofauti. Hii huunda lens ya astigmatic . Mfano ni lenses za macho ambayo hutumiwa kurekebisha astigmatism katika jicho la mtu .

Ngumu zaidi ni lenses za aspheric . Haya ni lenses ambapo sehemu moja au zote mbili zina sura ambayo si ya mviringo wala ya cylindrical. Maumbo ngumu zaidi kuruhusu lenses vile kuunda picha na chini ya aberration kuliko kawaida lenses, lakini ni ngumu zaidi na gharama kubwa ya kuzalisha.

Aina ya lenses rahisi

Aina ya lenses

Lenses zinawekwa na kinga ya nyuso mbili za macho. Lens ni biconvex (au mara mbili mbonyeo, au tu mbonyeo) kama nyuso zote mbili ni mbonyeo . Ikiwa nyuso zote mbili zinakuwa na radius sawa ya curvature, lens ni equiconvex . Lens yenye nyuso mbili za concave ni biconcave (au tu concave ). Ikiwa moja ya nyuso ni gorofa, lens ni plane-convex au plano-concave kulingana na curvature ya uso mwingine. Lens na moja convex na upande mmoja concave ni convex-concave au meniscus . Ni aina hii ya lens ambayo hutumiwa kwa kawaida katika lenses za kurekebisha .

Ikiwa lens ni biconvex au plane-convex, boriti ya collimated ya mwanga inayoingia kwa lens hujiunga na doa ( lengo ) nyuma ya lens. Katika kesi hii, lens inaitwa lens chanya au kubadilisha . Umbali kutoka Lens doa ni urefu focal ya Lens, ambayo ni kawaida hufupisha f katika michoro na equations.

Lenti ya Biconvex
Kubwa convex lens.jpg

Ikiwa lens ni biconcave au plano-concave, boriti ya collimated ya mwanga kupita kupitia lens ni tofauti (kuenea); Lens hiyo inaitwa lens hasi au ya kupinga . Mto huo, baada ya kupita kwa lens, unaonekana kuanzia kwenye hatua fulani kwenye mhimili mbele ya lens. Umbali kutoka hatua hii hadi lens pia inajulikana kama urefu wa juu, ingawa ni hasi kwa heshima na urefu wa focal ya lens kubadilisha.

Biconcave lens
Concave lens.jpg

Lenti ya convex (meniscus) inaweza kuwa ama chanya au hasi, kulingana na curvatures zinazohusiana za nyuso mbili. Lensiscus lens hasi ina uso mkali concave na ni nyembamba katikati kuliko katika pembeni. Kinyume chake, lango la meniscus nzuri ina uso mkali mwingi na ni kubwa kuliko katikati ya pembeni. Lens nyembamba nzuri na nyuso mbili za curvature sawa ingekuwa na nguvu ya zero ya macho , inamaanisha kwamba haiwezi kugeuza au kupunguza mwanga. Lenses zote za kweli zina uzani wa nonzero, hata hivyo, ambayo inafanya lens halisi na nyuso zinazofanana za kamba zenye chanya kidogo. Ili kupata nguvu ya kutosha ya zero, lens ya meniscus lazima iwe na salama ndogo za usawa kwa akaunti kwa athari za unene wa lens.

Equation ya lensmaker

Urefu wa lens katika hewa unaweza kuhesabiwa kutoka kwa usawa wa lensmaker : [20]

wapi

ni urefu wa lens,
ni index ya refractive ya vifaa vya lens,
ni radius ya curvature (kwa ishara, angalia chini) ya uso lens karibu na chanzo mwanga,
ni radius ya curvature ya uso lens mbali na chanzo mwanga, na
ni unene wa lens (umbali wa mstari wa lens kati ya vertices mbili za uso ).

Urefu wa juu f ni chanya kwa kugeuza lenses, na hasi kwa kuacha lenses. Kufungua urefu focal, 1 / f, ni nguvu za macho ya Lens. Ikiwa urefu wa kipaumbele ni mita, hii inatoa nguvu ya macho katika diopta (mita za inverse).

Lenses zina urefu wa mwelekeo huo wakati mwanga unasafiri kutoka nyuma hadi mbele kama wakati mwanga unaendelea kutoka mbele hadi nyuma. Vipengele vingine vya lens, kama vile upungufu sio sawa katika maelekezo yote mawili.

Mkutano wa ishara kwa radii ya curvature R 1 na R 2

Dalili za radi za lens zinaonyesha kama nyuso sambamba zinajitokeza. Ishara mkataba kutumika kuwakilisha hii inatofautiana, lakini katika makala hii chanya R inaonyesha kituo cha uso wa curvature zaidi pamoja katika mwelekeo wa ray usafiri (kulia, katika michoro ya kuandamana), wakati hasi R ina maana kwamba rays kufikia uso tayari kupita katikati ya kamba. Kwa hiyo, kwa nyuso ya nje ya lens kama diagrammed hapo juu, R 1 > 0 na R 2 <0 zinaonyesha nyuso convex (kutumika kugeuza mwanga katika lens chanya), wakati R 1 <0 na R 2 > 0 zinaonyesha nyuso concave . Ya kawaida ya radius ya curvature inaitwa curvature . Sehemu ya gorofa ina mwangaza wa sifuri, na eneo lake la ukingo ni infinity .

Nyembamba lenzi makadirio

Ikiwa d ni ndogo ikilinganishwa na R 1 na R 2 , basi upeo wa lens mwembamba unaweza kufanywa. Kwa lens katika hewa, f kisha hutolewa na

[21]

Majina ya kuzingatia

Kama ilivyoelezwa hapo juu, lens nzuri au inayogeuka katika hewa inalenga boriti ya collimated inayoenda kwenye mstari wa lens kwenye doa (inayojulikana kama kituo cha juu ) kwa mbali f kutoka kwenye lens. Kinyume chake, chanzo cha mwanga kilichowekwa kwenye kituo cha juu kinabadilishwa kuwa boriti ya collimated na lens. Matukio haya mawili ni mifano ya malezi ya picha katika lenses. Katika kesi ya zamani, kitu kilicho katika umbali usio na kipimo (kama kinachowakilishwa na boriti ya mawimbi ya collimated) kinazingatia picha kwenye kipaumbele cha lens. Katika mwisho, kitu kilicho katika umbali wa umbali wa lens kinafikiriwa katika infinity. Ndege inayofaa kwa mstari wa lens iliyoko umbali f kutoka kwenye lens inaitwa ndege kuu .

Ikiwa umbali kutoka kwa kitu hadi kwenye lens na kutoka kwa lens hadi kwenye picha ni S 1 na S 2 kwa mtiririko huo, kwa lens ya unene usiofaa, katika hewa, umbali unahusishwa na formula nyembamba ya formula : [22] [23] [24]

.

Hii pia inaweza kuweka katika fomu ya "Newtonian":

[25]

wapi na .

Lens ya kamera huunda picha halisi ya kitu kilicho mbali.

Kwa hiyo, kama kitu huwekwa katika umbali S 1> f kutoka lenzi chanya ya urefu focal f, sisi kupata picha mbali S 2 mujibu wa formula hii. Ikiwa skrini imewekwa mbali S 2 upande wa kinyume cha lens, picha inapatikana juu yake. Picha ya aina hii, ambayo inaweza kutekelezwa kwenye skrini au skrini ya picha , inajulikana kama picha halisi .

Utunzaji wa picha halisi kwa kutumia lens nzuri kama kioo cha kukuza. [26]

Hii ni kanuni ya kamera , na ya jicho la mwanadamu . Kurekebisha kwa kamera inachukua S 2 , kwa kutumia umbali wa picha tofauti na ile inavyotakiwa na fomu hii hutoa picha ya defocused (fuzzy) kwa kitu kando ya S 1 kutoka kamera. Weka njia nyingine, kubadilisha S 2 husababisha vitu katika S 1 tofauti kuja katika lengo kamili.

Katika baadhi ya kesi S 2 ni hasi, na kuonyesha kuwa picha imeundwa upande wa kinyume cha lens kutoka mahali ambapo mionzi hiyo inachukuliwa. Kwa kuwa mionzi ya mwanga machafu inayotoka kwenye lens haujafikiri, na mionzi hiyo haipo kwa kimwili mahali ambapo inaonekana kuunda picha, hii inaitwa picha ya kawaida . Tofauti na picha halisi, picha halisi haipatikani kwenye skrini, lakini inaonekana kwa mwangalizi kuangalia kupitia lens kama ni kitu halisi katika eneo la picha hiyo. Vilevile, inaonekana kama lens inayofuata kama ni kitu mahali hapo, ili lens ya pili ingeweza tena kuzingatia kuwa mwanga ndani ya picha halisi, S 1 kisha kupimwa kutoka eneo la picha halisi baada ya lens ya kwanza kwenye lens ya pili . Hiyo ndivyo hasa jicho linavyofanya wakati wa kuangalia kupitia kioo kinachokuza . Kioo kinachokuza hujenga picha iliyojitokeza (nyuma ya kioo), lakini mionzi hiyo hurekebishwa tena na lens ya jicho ili kuunda picha halisi kwenye retina .

Lens hasi inazalisha picha ya uharibifu iliyotambulika.
Lens ya Barlow (B) inarudia kitu halisi (mtazamo wa njia nyekundu ya radi) kwenye picha halisi iliyotukuzwa (mionzi ya kijani kwenye lengo)

Kutumia lens chanya ya urefu wa focal f , matokeo ya picha halisi wakati S 1 < f , lens hiyo inatumiwa kioo cha kukuza (badala ya kama S 1 >> f kama kamera). Kutumia lens hasi ( f <0 ) yenye kitu halisi ( S 1 > 0 ) inaweza tu kuzalisha picha halisi ( S 2 <0 ), kwa mujibu wa fomu iliyo hapo juu. Pia inawezekana kwa umbali wa kitu S 1 kuwa hasi, katika hali ambayo lens huona kitu kinachojulikana kama kitu halisi . Hii hutokea wakati lens inapoingizwa kwenye boriti inayogeuka (kuzingatia lens ya awali) kabla ya eneo la picha yake halisi. Katika hali hiyo hata lens hasi inaweza mradi picha halisi, kama ilivyofanywa na lens Barlow .

Picha halisi ya taa inafanyika kwenye skrini (inverted). Kutafakari kwa taa kutoka kwenye nyuso zote mbili za lenti ya biconvex inaonekana.
Lens convex ( f << S 1 ) kutengeneza picha halisi, inverted badala ya haki, picha halisi kama inavyoonekana katika kioo kinachotukuza

Kwa lens nyembamba , umbali S 1 na S 2 hupimwa kutoka kwa kitu na picha kwa nafasi ya lens, kama ilivyoelezwa hapo juu. Wakati unene wa lens sio mdogo sana kuliko S 1 na S 2 au kuna vitu vingi vya lens ( lens ya kiwanja ), lazima mtu atoe kipimo kutoka kwa kitu na picha kwa ndege kuu za lens. Ikiwa umbali wa S 1 au S 2 unapita kwa njia ya kati kuliko hewa au utupu uchambuzi unao ngumu zaidi unahitajika.

Uundaji wa

Linear ukuzaji wa mfumo upigaji kutumia lenzi moja, lenye

,

ambapo M ni kipengele cha kukuza kinachofafanuliwa kama uwiano wa ukubwa wa picha ikilinganishwa na ukubwa wa kitu. Mkataba wa ishara hapa unataja kwamba kama M ni mbaya, kama ilivyo kwa picha halisi, picha hiyo ni kinyume cha chini kwa heshima na kitu. Kwa picha halisi M ni chanya, hivyo picha ni sawa.

Kukuza kwa mstari M si mara zote kipimo cha manufaa cha nguvu za kukuza. Kwa mfano, wakati wa kutaja taswira ya visual au binoculars zinazozalisha picha tu ya kawaida, moja atakuwa na wasiwasi zaidi na ukuzaji wa angular - ambayo inaonyesha kiasi kikubwa cha kitu kilicho mbali kinaonekana kwa njia ya telescope ikilinganishwa na jicho la uchi. Katika kesi ya kamera moja ingeweza kutaja kiwango cha sahani , ambacho kinalinganisha ukubwa dhahiri (angular) wa kitu mbali mbali na ukubwa wa picha halisi iliyozalishwa katika lengo. Kiwango cha sahani ni uwiano wa urefu wa juu wa lens ya kamera; Lenses ni jumuiya kama lenses ya muda mrefu au lenses pana-angle kulingana na urefu wao focal.

Kutumia kipimo kisichofaa cha kukuza inaweza kuwa sahihi kabisa lakini kutoa idadi isiyo na maana. Kwa mfano, kwa kutumia kioo kinachokuza urefu wa urefu wa 5 cm, uliofanyika 20 cm kutoka jicho na cm 5 kutoka kwa kitu, hutoa picha halisi katika infinity ya ukubwa usio wa kawaida: M = ∞ . Lakini ukuzaji wa angular ni 5, kwa maana kwamba kitu kinaonekana mara 5 kubwa kwa jicho kuliko bila lens. Wakati wa kuchukua picha ya mwezi ukitumia kamera yenye lens ya mm 50, mmoja kukuza mstari M -50 mm / 380 000 km = -1.3 × 10 -10 . Badala yake, ukubwa wa sahani ya kamera ni juu ya 1 ° / mm, ambayo mtu anaweza kuhitimisha kwamba picha ya 0.5 mm kwenye filamu inafanana na ukubwa wa angular wa mwezi ulioonekana kutoka duniani kuhusu 0.5 °.

Katika hali kubwa ambapo kitu ni umbali usio na kipimo, S 1 = ∞ , S 2 = f na M = - f / ∞ = 0 , kuonyesha kwamba kitu kinaweza kufikiriwa kwa moja moja katika ndege ya juu. Kwa kweli, kipenyo cha doa iliyopangwa siyoo sifuri, kwani diffraction huweka kikomo cha chini juu ya ukubwa wa kazi ya kueneza kwa uhakika . Hii inaitwa kikomo cha diffraction .

Picha ya barua nyeusi katika nyembamba mbonyeo Lens focal urefu f ni inavyoonekana katika nyekundu. Mionzi iliyochaguliwa inadhihirishwa kwa barua E , mimi na K katika rangi ya bluu, kijani na machungwa, kwa mtiririko huo. Kumbuka kuwa E (saa 2 f ) ina ukubwa sawa, picha halisi na isiyoingizwa; Mimi (kwa f ) ina picha yake kwa infinity ; na K (saa f / 2) ina picha mbili za kawaida, za kawaida na za haki.

Majira

Uharibifu wa macho
Defocus

Tilt
Uhamisho wa siri
Astigmatism
Coma
Uvunjaji
Kipande cha shamba cha Petzval
Uhamisho wa Chromatic






Lenses hazifanyi picha kamilifu, na lens daima huanzisha kiwango fulani cha kuvuruga au uharibifu ambao hufanya picha kuwa replica isiyo ya kawaida ya kitu. Uangalifu wa mfumo wa lens kwa maombi fulani hupunguza uhamisho. Aina kadhaa za kuzaliwa huathiri ubora wa picha, ikiwa ni pamoja na uhamisho wa spherical, coma, na uhamisho wa chromatic.

uhamisho wa safu

Ukosefu wa mviringo unatokea kwa sababu nyuso za spherical sio sura nzuri ya lens, lakini ni kwa sura rahisi zaidi ambayo kioo inaweza kuwa chini na kupasuka , na hivyo hutumiwa mara nyingi. Uharibifu wa mviringo husababisha miamba inayofanana na, lakini mbali, mstari wa lens ilizingatiwa mahali fulani tofauti kuliko miamba iliyo karibu na mhimili. Hii inajidhihirisha kama kuchanganyikiwa kwa picha. Lenses ambazo nyuso za karibu, zisizo za kimaumbile hutumiwa zinaitwa lenti za aspheric . Hizi zilikuwa ngumu sana kufanya na mara nyingi sana ghali, lakini maendeleo katika teknolojia yamepunguza sana gharama za viwanda kwa lenses kama hizo. Uhamisho wa kinga unaweza kupunguzwa kwa kuchagua kwa makini curvatures ya uso kwa maombi maalum. Kwa mfano, lens ya plane-convex, ambayo hutumiwa kuzingatia boriti ya collimated, inazalisha doa kali kali wakati inatumiwa kwa upande wa kamba kuelekea chanzo cha boriti.

Coma

Kukosa fahamu, au comatic hali isiyokuwa ya kawaida, lina jina lenye kijinga -kama kuonekana kwa mfano aberrated. Coma hutokea wakati kizuizi cha mstari wa macho cha lens kinafikiriwa, ambapo mionzi hupita kupitia lens kwa pembe kwa axis θ. Rays ambazo zinapita katikati ya lens ya urefu wa focal f zinalenga katika hatua na umbali f tan θ kutoka kwa axis. Rays zinazopitia pembe za nje za lens zimezingatia pointi tofauti, ama zaidi kutoka kwa axis (coma chanya) au karibu na axis (hasi ya coma). Kwa ujumla, kifungu cha mionzi ya sambamba inayopita kwa lens kwenye umbali wa kudumu kutoka katikati ya lens imara kwenye picha ya pete iliyo na mviringo katika mzunguko uliojulikana, unaojulikana kama mduara wa mviringo . Jumla ya miduara hii yote hufanya matokeo ya V-umbo au ya comet. Kama ilivyo kwa uhamisho mkali, coma inaweza kupunguzwa (na katika baadhi ya kesi imefutwa) kwa kuchagua ukingo wa nyuso mbili za lens ili kufanana na programu. Vipengele ambavyo vyote vilivyotokana na ufuatiliaji na coma hupunguzwa huitwa lenti bora zaidi.

Chromatic

Uharibifu wa Chromatic unasababishwa na kueneza kwa vifaa vya lens-tofauti ya index yake ya refractive , n , na mwanga wa mwanga wa mwanga. Kwa kuwa, kutokana na fomu hapo juu, f inategemea n , inafuata kwamba mwanga wa wavelengths tofauti unazingatia nafasi tofauti. Uharibifu wa chromatic wa lens unaonekana kama pindo za rangi karibu na picha. Inaweza kupunguzwa kwa kutumia abiria ya achromatic (au achromat ) ambayo vifaa viwili vinavyogawa tofauti vinaunganishwa pamoja ili kuunda lens moja. Hii inapunguza kiasi cha uhamisho wa chromatic juu ya aina mbalimbali ya wavelengths, ingawa haitoi marekebisho kamilifu. Matumizi ya achromats ilikuwa hatua muhimu katika maendeleo ya microscope ya macho. Apochromat ni mfumo wa lens au lens yenye marekebisho bora zaidi ya chromatic aberration, pamoja na uboreshaji mzuri wa aberration. Apochromats ni ghali zaidi kuliko achromats.

Vipengele vya lens tofauti vinaweza pia kutumiwa kupunguza uhamisho wa chromatic, kama vile mipako maalum au lenses zilizofanywa kutoka fluorite ya kioo. Dutu hili la asili linalojulikana sana lina idadi ya Abbe inayojulikana zaidi, inayoonyesha kuwa vifaa vina usambazaji wa chini.

Aina nyingine ya hali isiyokuwa ya kawaida

Aina zingine za uhamisho zinajumuisha uharibifu wa shamba , pipa na potofu ya pincushion , na astigmatism .

Aperture diffraction

Hata kama lens imetengenezwa ili kupunguza au kuondokana na upungufu ulioelezwa hapo juu, ubora wa picha bado unakabiliwa na tofauti ya mwanga unaoendelea kupitia kufungwa kwa lens. Lens ya mdogo-tofauti ni moja ambayo upungufu umepunguzwa kufikia hatua ambapo ubora wa picha ni mdogo hasa kwa kupunguzwa chini ya hali ya kubuni.

Lenti za kiwanja

Lenses rahisi hutegemea aberrations za macho zilizojadiliwa hapo juu. Katika hali nyingi hizi aberrations inaweza fidia kwa kiasi kikubwa kwa kutumia mchanganyiko wa lenses rahisi na aberrations complementary. Lens ya kiwanja ni mkusanyiko wa lenses rahisi ya maumbo tofauti na hutengenezwa kwa vifaa vya tofauti za refractive, zilizopangwa moja baada ya nyingine na mhimili wa kawaida.

Kesi rahisi ni pale ambapo lenzi huwekwa katika kuwasiliana: kama lenzi ya urefu focal f 1 na f 2 ni " nyembamba ", pamoja focal urefu f ya lenses, lenye

Tangu 1 / f ni nguvu ya lens, inaweza kuonekana kuwa nguvu za lenses nyembamba katika kuwasiliana ni zuri.

Ikiwa lenses mbili nyembamba zinatenganishwa na hewa kwa umbali fulani d , urefu wa msingi wa mfumo wa pamoja unatolewa na

Umbali kutoka kwenye sehemu ya mbele ya lenses pamoja na lens ya kwanza inaitwa urefu wa mbele wa mstari (FFL):

[27]

Vile vile, umbali kutoka kwa lens ya pili hadi sehemu ya nyuma ya mfumo wa pamoja ni urefu wa nyuma wa bima (BFL):

Kama d huelekea sifuri, urefu wa juu huwa na thamani ya f iliyotolewa kwa lenses nyembamba katika kuwasiliana.

Ikiwa umbali wa umbali ni sawa na jumla ya urefu wa focal ( d = f 1 + f 2 ), FFL na BFL hazipungui. Hii inafanana na jozi ya lenses ambazo zinabadili boriti inayofanana (collimated) kwenye boriti nyingine ya collimated. Aina hii ya mfumo inaitwa mfumo wa focal , kwani haitoi kuunganisha wavu au ugomvi wa boriti. Lenses mbili katika kujitenga hii huunda aina rahisi ya darubini ya macho . Ingawa mfumo haubadili tofauti ya boriti ya collimated, inachukua ubadilishaji wa boriti. Ukuzaji wa telescope kama hiyo hutolewa na

ambayo ni uwiano wa upana wa pembe ya pato kwa upana wa pembejeo ya pembejeo. Kumbuka mkataba wa ishara: darubini na lenses mbili za dhana ( f 1 > 0, f 2 > 0) hutoa ukubwa mbaya, unaonyesha picha iliyoingizwa. Mchanganyiko pamoja na lens concave ( f 1 > 0> f 2 ) hutoa kukuza chanya na picha ni sawa. Kwa habari zaidi juu ya darubini rahisi ya macho, angalia Kurekebisha telescope § Kurekebisha miundo ya darubini .

Aina nyingine

Lenti za cylindrical zina curvature kwa mwelekeo mmoja tu. Wao hutumiwa kuzingatia mwanga ndani ya mstari, au kubadili mwanga wa elliptical kutoka kwa diode ya laser kwenye boriti ya pande zote.

Mtazamo wa karibu wa lango la Fresnel la gorofa.

Lens Fresnel ina uso wake wa macho umevunjika ndani ya pete nyembamba, kuruhusu lens kuwa nyembamba na nyepesi kuliko lenses kawaida. Lenses za Fresnel zinazoweza kudumu zinaweza kuundwa kutoka kwenye plastiki na ni gharama nafuu.

Lenti za Lenticular ni safu za microlense ambazo hutumiwa katika uchapishaji wa kinticular ili kufanya picha zilizo na udanganyifu wa kina au mabadiliko wakati unapotazamwa kutoka pembe tofauti.

Lens index index ina nyuso gorofa macho, lakini ina radial au axial tofauti katika index ya refraction ambayo husababisha mwanga kupita kupitia lens kuwa kulenga.

Axicon ina conical macho ya ardhi. Ni picha chanzo cha kumweka kwenye mstari kwenye mstari wa optic , au hubadili boriti ya laser ndani ya pete. [28]

Vipengele vya macho tofauti vinaweza kufanya kazi kama lenses.

Superlenses hufanywa kutoka kwenye metamerial hasi ya index na kudai kuzalisha picha katika maazimio ya anga zaidi ya kikomo cha diffraction . [29] Superlenses kwanza zilifanywa mwaka wa 2004 kwa kutumia vile vile vilivyotumika kwa microwaves. [29] Matoleo yaliyoboreshwa yamefanywa na watafiti wengine. [30] [31] Kuanzia mwaka wa 2014 superlens bado haijaonyeshwa katika vidogo vya visivyoonekana vya karibu na vya infrared . [32]

Mfano wa gorofa ya ultrathini, ambayo haipatikani. [33]

Matumizi

Lens moja ya convex iliyowekwa kwenye sura yenye kushughulikia au kusimama ni kioo kinachotukuza .

Lenses hutumiwa kama vijidudu kwa ajili ya marekebisho ya kuharibika kwa macho kama vile myopia , hyperopia , presbyopia , na astigmatism . (Angalia lens ya kurekebisha , lens ya mawasiliano , miwani ya macho .) Lenses nyingi kutumika kwa madhumuni mengine na kali axial ulinganifu ; Lenses za macho ni takriban takribani. Wao huwa umbo la kufaa katika mviringo, si mviringo, sura; vituo vya macho vinawekwa juu ya jicho la macho ; safu yao haiwezi kuwa na mshikamano wa kimaadili kurekebisha astigmatism . Lenses za miwani ya jua zimeundwa ili kuzuia mwanga; lenses za jua ambazo pia husababisha kuharibika kwa Visual inaweza kuwa desturi kufanywa.

Matumizi mengine ni katika mifumo ya picha kama vile monoculars , binoculars , telescopes , microscopes , kamera na watengenezaji . Baadhi ya vyombo hivi huzalisha picha halisi ikiwa inatumiwa kwa jicho la mwanadamu; wengine huzalisha picha halisi ambayo inaweza kukamatwa kwenye filamu ya picha au sensorer ya macho , au inaweza kutazamwa kwenye skrini. Katika lenses hizi za vifaa wakati mwingine huunganishwa na vioo vyenye rangi ili kufanya mfumo wa catadioptric ambapo upungufu wa lenti ya lens hupunguza uhamisho kinyume katika kioo (kama vile Schmidt na washauri wa meniscus ).

Lenti za convex zinazalisha picha ya kitu kwa upeo katika mtazamo wao; ikiwa jua linafikiriwa, mengi ya tukio lisiloonekana na la infrared mwanga kwenye lens limezingatia kwenye picha ndogo. Lens kubwa hujenga nguvu ya kutosha kuchoma kitu kinachoweza kuwaka kwenye kiti cha juu. Kwa kuwa moto unaweza kupatikana hata kwa lens isiyofanywa vizuri, lenses zimetumika kama glasi zinazowaka kwa angalau miaka 2400. [8] maombi ya kisasa ni matumizi ya lenzi kiasi kikubwa kwa makini nishati ya jua juu ya kiasi kidogo seli photovoltaic , uvunaji nguvu zaidi bila ya haja ya kutumia seli kubwa na gharama kubwa zaidi.

Mifumo ya rasilimali ya redio na rada hutumia lenses za dielectric , ambazo hujulikana kama antenna ya lens ili kukataa mionzi ya sumaku umeme ndani ya antenna ya ushuru.

Lenses zinaweza kupigwa na kuvumiwa. Abrasion -resistant mipako ni inapatikana kwa kusaidia kudhibiti hii. [34]

Angalia pia

  • Matibabu ya kupigana ya nyuso za macho
  • Nyuma ya ndege kuu
  • Bokeh
  • Kardinali uhakika (optics)
  • Caustic (optics)
  • Jicho
  • Nambari ya F
  • Lens ya mvuto
  • Lens (anatomy)
  • Orodha ya miundo ya lens
  • Ufunuo wa namba
  • Vipu vya macho
  • Uumbaji wa lens ya macho
  • Lens photochromic
  • Prism (optics)
  • Ray kufuatilia
  • Uchunguzi wa matrix ya uhamisho wa Ray

Marejeleo

  1. ^ The variant spelling lense is sometimes seen. While it is listed as an alternative spelling in some dictionaries, most mainstream dictionaries do not list it as acceptable. Brians, Paul (2003). Common Errors in English . Franklin, Beedle & Associates. p. 125. ISBN 1-887902-89-9 . Retrieved 28 June 2009 . Reports "lense" as listed in some dictionaries, but not generally considered acceptable.
  2. ^ Merriam-Webster's Medical Dictionary . Merriam-Webster. 1995. p. 368. ISBN 0-87779-914-8 . Lists "lense" as an acceptable alternate spelling.
  3. ^ Sines, George; Sakellarakis, Yannis A. (1987). "Lenses in antiquity". American Journal of Archaeology . 91 (2): 191–196. doi : 10.2307/505216 . JSTOR 505216 .
  4. ^ a b Whitehouse, David (1 July 1999). "World's oldest telescope?" . BBC News . Retrieved 10 May 2008 .
  5. ^ "The Nimrud lens/The Layard lens" . Collection database . The British Museum . Retrieved 25 November 2012 .
  6. ^ D. Brewster (1852). "On an account of a rock-crystal lens and decomposed glass found in Niniveh". Die Fortschritte der Physik (in German). Deutsche Physikalische Gesellschaft. p. 355.
  7. ^ Kriss, Timothy C.; Kriss, Vesna Martich (April 1998). "History of the Operating Microscope: From Magnifying Glass to Microneurosurgery". Neurosurgery . 42 (4): 899–907. doi : 10.1097/00006123-199804000-00116 . PMID 9574655 .
  8. ^ a b Aristophanes (22 Jan 2013) [First performed in 423 BC]. The Clouds . Translated by Hickie, William James. Project Gutenberg. EBook #2562. [1]
  9. ^ Pliny the Elder , The Natural History (trans. John Bostock) Book XXXVII, Chap. 10 .
  10. ^ Pliny the Elder, The Natural History (trans. John Bostock) Book XXXVII, Chap. 16
  11. ^ Tilton, Buck (2005). The Complete Book of Fire: Building Campfires for Warmth, Light, Cooking, and Survival . Menasha Ridge Press. p. 25. ISBN 0-89732-633-4 .
  12. ^ Glick, Thomas F.; Steven John Livesey; Faith Wallis (2005). Medieval science, technology, and medicine: an encyclopedia . Routledge. p. 167. ISBN 978-0-415-96930-7 . Retrieved 24 April 2011 .
  13. ^ Al Van Helden. The Galileo Project > Science > The Telescope . Galileo.rice.edu. Retrieved on 6 June 2012.
  14. ^ Henry C. King (28 September 2003). The History of the Telescope . Courier Dover Publications. p. 27. ISBN 978-0-486-43265-6 . Retrieved 6 June 2012 .
  15. ^ Paul S. Agutter; Denys N. Wheatley (12 December 2008). Thinking about Life: The History and Philosophy of Biology and Other Sciences . Springer. p. 17. ISBN 978-1-4020-8865-0 . Retrieved 6 June 2012 .
  16. ^ Vincent Ilardi (2007). Renaissance Vision from Spectacles to Telescopes . American Philosophical Society. p. 210. ISBN 978-0-87169-259-7 . Retrieved 6 June 2012 .
  17. ^ Microscopes: Time Line , Nobel Foundation. Retrieved 3 April 2009
  18. ^ Fred Watson (1 October 2007). Stargazer: The Life and Times of the Telescope . Allen & Unwin. p. 55. ISBN 978-1-74175-383-7 . Retrieved 6 June 2012 .
  19. ^ This paragraph is adapted from the 1888 edition of the Encyclopædia Britannica.
  20. ^ Greivenkamp 2004 , p. 14
    Hecht 1987 , §6.1
  21. ^ Hecht 1987 , § 5.2.3.
  22. ^ Nave, Carl R. "Thin Lens Equation" . Hyperphysics . Georgia State University . Retrieved March 17, 2015 .
  23. ^ Colwell, Catharine H. "Resource Lesson: Thin Lens Equation" . PhysicsLab.org . Retrieved March 17, 2015 .
  24. ^ "The Mathematics of Lenses" . The Physics Classroom . Retrieved March 17, 2015 .
  25. ^ Hecht 2002 , p. 120.
  26. ^ There are always 3 "easy rays". For the third ray in this case, see File:Lens3b third ray.svg .
  27. ^ Hecht 2002 , p. 168.
  28. ^ Proteep Mallik (2005). "The Axicon" (PDF) . Archived from the original (PDF) on 23 November 2009 . Retrieved 22 November 2007 .
  29. ^ a b Grbic, A.; Eleftheriades, G. V. (2004). "Overcoming the Diffraction Limit with a Planar Left-handed Transmission-line Lens". Physical Review Letters . 92 (11): 117403. Bibcode : 2004PhRvL..92k7403G . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.117403 . PMID 15089166 .
  30. ^ Valentine, J.; et al. (2008). "Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index". Nature . 455 (7211): 376–9. Bibcode : 2008Natur.455..376V . doi : 10.1038/nature07247 . PMID 18690249 .
  31. ^ Yao, J.; et al. (2008). negative refraction in bulk metamaterials.pdf "Optical Negative Refraction in Bulk Metamaterials of Nanowires" Check |url= value ( help ) (PDF) . Science . 321 (5891): 930. Bibcode : 2008Sci...321..930Y . doi : 10.1126/science.1157566 . PMID 18703734 .
  32. ^ Nielsen, R. B.; Thoreson, M. D.; Chen, W.; Kristensen, A.; Hvam, J. M.; Shalaev, V. M.; Boltasseva, A. (2010). "Toward superlensing with metal–dielectric composites and multilayers" (PDF) . Applied Physics B . 100 : 93. Bibcode : 2010ApPhB.100...93N . doi : 10.1007/s00340-010-4065-z . Archived from the original (PDF) on 9 March 2013.
  33. ^ Patel, Prachi. "Good-Bye to Curved Lens: New Lens Is Flat" . Retrieved 2015-05-16 .
  34. ^ Schottner, G (May 2003). "Scratch and Abrasion Resistant Coatings on Plastic Lenses—State of the Art, Current Developments and Perspectives" . Journal of Sol-Gel Science and Technology . pp. 71–79 . Retrieved 28 December 2009 .

Maandishi

  • Hecht, Eugene (1987). Optics (2nd ed.). Addison Wesley. ISBN 0-201-11609-X . Chapters 5 & 6.
  • Hecht, Eugene (2002). Optics (4th ed.). Addison Wesley. ISBN 0-321-18878-0 .
  • Greivenkamp, John E. (2004). Field Guide to Geometrical Optics . SPIE Field Guides vol. FG01 . SPIE. ISBN 0-8194-5294-7 .

Viungo vya nje