Собирающие и рассеивающие линзы

В ролике рассматриваются свойства собирающих и рассеивающих линз, описываемые на языке геометрической оптики

Ключевые слова: сферические линзы, собирающая линза, рассеивающая линза, фокальная плоскость, фокус, фокусное расстояние, оптическая ось, модель тонкой линзы, формула тонкой линзы, построение изображения, действительное изображение, мнимое изображение, увеличительное стекло, зажигательное стекло.

Благодарим вас за интерес к нашей работе!

Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ

[micmac]

Магия моего детства. У меня рядом был магазин военной отбраковки. Там за копейки (в прямом смысле) продавались линзы (до очень больших) и призмы. Мы с ними могли играться бесконечно.

[malejeeck]

Засвечиваем всю рассеивающую линзу параллельным пучком света, смотрим изображение на экране. Когда диаметр изображения станет вдвое больше диаметра линзы - тогда это и будет фокусным расстоянием.
У меня фора, я физик лазерщик)

[DidiKhan]

Да уж! С помощью такого зажигательного стекла в детстве – где-то в конце 70-ых - я чуть было не устроил пожар в квартире! Хорошо, что моя нанай (по-русски бабушка) во время вернулась из магазина ( родители были в это время на работе), иначе было бы быть беде!
А вам, Андрей и Алексей ( к сожалению, я не знаю поименно всех создателей канала), огромнейшая благодарность за ваш труд! Вы делаете благое дело! ❤❤❤

[DidiKhan]

Новосибирцам вообще, и новосибирским академгородчанам (или академгородцам? – простите великодушно – не русский я, но россиянин! Это не я сказал – цитирую замечательного башкирского поэта Мустая Карима! ) большущий привет из Башкирии! Всегда с огромным удовольствием смотрю ролики ваших земляков – Андрея и Алексея! С детства любил физику и математику. Уже учась в ВУЗе начерталка, вышка, сопромат, ну и физика, конечно, – куда же без неё – были любимыми дисциплинами! С большой теплотой и любовью вспоминаю всех своих преподов (извиняюсь за студенческий жаргон!)! Всем УЧИТЕЛЯМ низкий поклон!

[АлександрКузьмич-об]

Раз уж пошли лучи-фокусы с преломлениями... Может вы как-нибудь расскажете про шлирен-метод, а? Это красиво.

[StringyMelange]

Спасибо, очень интересно) Всегда любил линзы. А можно в следующих роликах сделать эксперимент, что бы собрать обьектив к фотоаппарату?)

[Thesturmgever]

Как всегда всё идеально рассказано и показано. Помню в школе такое рисовали, считали. Всё было интересно.😊👍

[ВладиславЧепкасов-бю]

Спасибо за видео! Увлекательно и познавательно для любого возраста!

[kulichkun]

Я когда-то проводил дома эксперимент.
Имеются две пары очков - с собирающей и с рассеивающей линзами; также имеются точечный источник света (фонарик телефона), экран (стена) и рулетка.

1) Перед источником света ставил очки с собирающей линзой, на таком расстоянии чтобы освещенный контур оправы очков на экране был такого же размера как и сами очки.
Это означает что источник света находится в фокусе, а его лучи после линзы - параллельные. Фокусное расстояние является длиной от источника света до линзы в диоптриях.
Из полученного фокусного расстояния получаем силу линзы в диоптриях.

2) Не меняя прошлую установку, поставим между собирающей линзой и экраном рассеивающую линзу. В неё приходят парралельные лучи.
Изменяя расстояние расс. линзы от экрана, добьемся чтобы изображение (освещенное пятно контура оправы очков) было в два раза больше (высота, не площадь) реального размера очков.
Найденное расстояние будет фокусным расстоянием рассеивающей линзы.

Это выполняется из-за подобия треугольников:
Малый треугольник имеет первый катет длиной от фокуса до линзы, а второй - высота линзы (вообще, половина высоты линзы, но это детали).
Большой треугольник подобен малому т.к. угол у них одинаковый. У него второй катет мы выставили в 2 раза больше чем у малого, а соответственно первый катет также будет в 2 раза больше чем у малого.
При этом этот катет будет разделен линзой на две равные половины, длиной с фокусное расстояние каждая. А это и есть соответственно расстояние от экрана до линзы, которое равно по значению фокусному расстоянию.

[MrakIWolf]

По заключительному вопросу. Можно посветить на рассеивающую линзу лазером, параллельно главной оптической оси, но со смещением h1. На расстоянии L размещаем экран и видим на нём точку на расстоянии h2 от оптической оси. Получаем подобные треугольники, определяемые точкой фокуса и отрезками h1 и h2. Фокусное расстояние назовём f.
f/h1 = (f+L)/h2

[prostoprohozhijnadjadjupoh]

Ещё насчёт заключительного вопроса. С подачи нескольких комментариев, в которых предлагается использовать крайние лучи, идущие по краю линзы, всё-таки хочу предложить более "научный" метод. Как и у них, сначала надо ввести в линзу параллельный соосный пучек (или от очень удалённого яркого источника света). Вне оптической оси на некотором расстоянии от линзы поставить ширму с маленьким отверстием, и ещё подальше белый экран. Отверстие и освещённая точка на экране укажут путь луча, угол которого уже не сложно определить по измерениям линейкой. Крайние лучи использовать не очень хорошо, ибо ближе к краю нарастают абберации и точность метода падает. И, кстати, лучи в линзу вводить не обязательно параллельные. Если измерить расстояние до источника света, то это можно учесть по стандартной формуле.

[constantin]

Можно построить действительное изображение от рассеивающей линзы, удалённого предмета, с помощью собирающей линзы на экране. Измерить расстояние от линзы до экрана. По формуле тонкой линзы, зная фокус, рассчитать расстояние до мнимого изображения. Вычесть расстояние между линзами из расстояния до мнимого изображения и получится фокусное расстояние.

Либо попробовать взять удлинённый предмет. Найти расстояние при котором размер изображения приблизительно в два раза меньше размера предмета. Это расстояние и будет фокусом.

[СветланаСветлана-цъ]

Мир через Линзу Внимение 🎉 понятно спасибо😊
От улыбки станет всем светлей и слону и даже маленькой улитке поделись улыбкою своей и она к тебе ни раз ещё ВЕРНЕТСЯ 🎉 матрица
Работает! 😊😊😊 всем любовь

[leretekapi]

Про заключительный вопрос. Выше уже ответили в комментариях, что можно использовать собирающую линзу. Но хотя бы "из вредности" предложу измерять по-другому. Можно измерить напрямую.
Фиксируем линзу. На её оптической оси, достаточно далеко, чтобы можно было считать лучи от него параллельными, располагаем точечный источник света (лучше, наверное, лазерную указку, можно солнце, но у него большой угловой размер и оно засветит нужное изображение). За линзой перпендикулярно оптической оси на разумном удалении - экран. Смотрим размер пятна на экране (вот тут у солнца проблема), считаем подобные треугольники, получаем фокус.
Скорее всего этот способ менее точный, чем с линзой (неточечность источника, нечёткость конуса), зато без лишних элементов.

[doggggggggg]

Спасибо за видео, присоединяйтесь к" Созидательному обществу"❤

[igorgurov]

Очень хотелось бы перейти от света к звуку и увидеть опыты с акустическими линзами

[nikolayboev]

Как-то совсем по-среднешкольному. Из заголовка хотел узнать о том, чем, к примеру отличаются двояковыпуклые собирающие линзы от плоско-выпуклых и вогнуто-выпуклых, почему не все линзы сферические (и для чего используются асферические линзы), что такое хроматические аберрации и т.д.

[ЛітвінчукРоман]

Щоб визначити фокус розсіювальної лінзи, потрібно скористатися збиральною лізною, розмістити її між джерелом світла та розсіювальною лінзою

[СергейПро-йь]

было бы интересно рассмотреть устройство объектива фотоаппарата состоящий из нескольких линз а то и 5 и более .

[Leopauld_II]

фокусное расстояние рассеивающей линзы я бы измерил так:
взял бы источник обладающий известной мне величиной. направил бы его изображение на экран через рассеивающую линзу. выставил бы линзу на таком расстоянии от экрана, на котором размер изображения на экране будет ровно в 2 раза больше размера источника. это расстояние и будет фокусным.
если продлить лучи от экрана через линзу в противоположную сторону (в сторону источника), то лучи сойдутся в точку на таком же расстоянии.