Когда-то для демонстрации рисунков и текстов в большой аудитории их выполняли на прозрачных пленках, которые клали на прозрачную поверхность проектора, под которой была сильная лампа. Эта поверхность размером примерно 30 х 30 см работала как линза, создавая на экране увеличенное изображение. Как создавалось такое увеличение?
комментировать
в избранное бонус
9 лет назад
Эта линза называется линзой Френеля. А два таких проектора можно видеть на страничке
в верней части (два из четырех). В них вместо дорогостоящей стеклянной линзы большого диаметра находится так называя линза Френеля, названная в честь французского физика XIX века Огюстена Жана Френеля. Такая линза дешевая, так как отштампована из прозрачной пластмассы; другое ее преимущество — она плоская, и на нее можно класть пленку с изображением. На экране при включенном проекторе можно заметить (в отсутствие пленки с рисунками) множество концентрических колец.
Линза Френеля получается, если разрезать обычную плоско-выпуклую линзу на множество тонких слоев, параллельных основанию, затем вырезать из каждого слоя «ненужную» центральную цилиндрическую часть (в каждом слое «работает» только самый край) и опустить получившиеся кольцевые фрагменты на основание. Получится ребристая почти плоская структура, которая преломляет падающий на нее свет точно так же, как и исходная выпуклая линза.
в избранное ссылка отблагодарить
Уважаемый Ил, мне прекрасно известна линза Френеля. И она, в большинстве случаев (за редким исключением) даже при небольших габаритах, далеко не пленка. А в проекторах, осветительные системы которых Вы имеете ввиду, применяется не одна линза Френеля, а две обращенные друг к другу поверхностями с кольцевыми канавками и склеенные по периметру.
Их суммарная толщина доходит до 5– 6 миллиметров. Так что думаю и в научном, и в моем обывательском толковании этот оптический элемент ну ни как нельзя называть пленкой. Но дело даже не в этом. Дело в том, что в Вашем описании этот оптический элемент находится между источником света и проецируемым материалом (прозрачной пленкой с изображением). Следовательно, он может быть только элементом осветительной системы – конденсором, и не может строить (создавать) на экране увеличенное изображение. А изображение строит (создаёт) проекционный объектив, расположенный сверху над рабочей поверхностью. — 9 лет назад
И еще одно. Для уменьшения стоимости проектора в качестве проекционного объектива иногда применяли линзу Френеля меньших, в сравнении с конденсорной, габаритов. Естественно она размещалась там же где и обычный объектив, над рабочей плоскостью. Качество изображения такой, с позволения сказать, «объектив» давал отвратное, но я не об этом.
Возможно Вам при подготовке данного вопроса, попадалось какое-нибудь «корявое» описание прибора в котором упоминалась линза Френеля как элемент проекционной системы. И неспециалист вполне мог приписать две разные функции: освещение материала и его проецирование на стену одному и тому же элементу, одной и той же линзе Френеля. Так что повторюсь, линза Френеля расположенная под рабочей плоскостью не создаёт изображение, а, являясь конденсором, участвует лишь в освещении рабочей поверхности. А изображение строит другой оптический элемент. Вот именно эту главную мысль я пытался донести до Вас в своем ответе. — 9 лет назад
Действительное и мнимое изображение
У меня в вопросе пленкой названа «прозрачка», на которой рисовали специальным фломастером. А линза Френеля названа «пластиной». Конечно, это не «пленка». Я не видел описаний к проектору, просто как-то внимательно рассмотрел его поверхность, у понял, что это линза Френеля. Что там две линзы — не усмотрел. За все пояснения — спасибо. — 9 лет назад
Согласен, уважаемый Ил, что что-то напутал я с пониманием Вашего вопроса. А Вы деликатно отмалчивались, давая мне самому заметить свою ошибку. Увы. Как там у Задорнова: «Ну, тупой…» это я о себе. Распинаюсь… А Вам, вероятно, надо было сразу же одернуть меня, типа: «Сам не понимае(те)шь…» Хороший мне урок. — 9 лет назад
Источник: www.bolshoyvopros.ru
Построение изображения в линзе | теория по физике оптика
Свойства тонкой линзы определяются главным образом расположением ее главных фокусов. Поэтому, зная расстояние от источника света до линзы, а также ее фокусное расстояние (положение фокусов), мы можем определить расстояние до изображения, опустив описание хода лучей внутри самой линзы. Поэтому в изображении на чертеже точного вида сферических поверхностей линзы необходимость отсутствует.
Схематически тонкие линзы обозначают отрезком со стрелками на конце. Они смотрят от центра в противоположные стороны, если линза собирающая, и они направлены к центру отрезка, если линза рассеивающая.
Напомним, что линзы могут давать действительные и мнительные изображения. Причем, собирающая линза может давать как действительные, так и мнимые изображения. Рассеивающая линза всегда дает только мнимые изображения.
Способ построения изображений, а также вид самих изображений в линзе зависит от того, где расположен изображаемый предмет. Он может располагаться за двойным фокусным расстоянием, в фокальной плоскости второго фокуса, между вторым и первым фокусом, в фокальной плоскости главного фокуса и на расстоянии меньше фокусного расстояния линзы.
Вторым фокусом называют точку, которая расположена на главной оптической оси от главного фокуса на расстоянии, равном фокусному расстоянию линзы. Относительно линзы он располагается на расстоянии, равном двойному фокусному расстоянию линзы.
Построение изображения в собирающей линзе
Предметы схематично изображаются в виде стрелки. Чтобы построить изображение предмета в собирающей линзе, нужно найти положение верхней и нижней точки этого изображения. Сначала находят положение точки изображения, соответствующей верхней точки предмета (точки А). Для этого из этой точки нужно пустить два луча:
Два вида лучей при построении изображений в линзе
Первый луч проходит из верхней точки предмета (точки А) параллельно главной оптической оси. На линзе (в точке С) луч преломляется и проходит через точку фокуса (точку F).
Второй луч необходимо направить из верхней точки предмета (точки А) через оптический центр линзы (точку О). Он пройдет, не преломившись.
На пересечении двух лучей обозначаем точку А1. Это и будет изображение верхней точки предмета. Таким же образом нужно поступить с нижней точкой предмета. Но на пересечении вышедших из линзы лучей нужно поставить точку В1. Изображение предмета при этом — А1 В1.
В зависимости от того, где расположен предмет, изображение может получиться действительным или мнимым, увеличенным или уменьшенным, перевернутым или прямым. Построим изображения для каждого из таких случаев.
Пример №1. Построить изображение предмета, изображенного на рисунке. Определить тип изображения.
Чтобы построить изображение предмета, достаточно определить его положение одной точки — верхней. Поскольку предмет расположен параллельно линзе, для построения изображения, достаточно будет соединить найденную точку изображения для верхней точки предмета перпендикуляром, проведенным к главной оптической оси.
Чтобы построить изображение верхней точки, пустим от нее два луча — побочную оптическую ось через оптический центр и перпендикуляр к линзе. Затем найдем пересечение побочной оптической оси с преломленным лучом. Теперь пустим перпендикуляр к главной оптической оси и получим изображение. Оно является действительным, увеличенным и перевернутым.
Частный случай — построение изображения точки
Положение изображения точки можно найти тем же способом, описанным выше. Нужно лишь построить два луча и найти их пересечение после выхода из линзы (см. рисунок ниже). Так, изображению точки S соответствует точка S´.
Особую сложность составляет случай, когда точка расположена на главной оптической оси. Сложность заключается в том, что все лучи, которые можно построить, будут совпадать с главной оптической осью. Поэтому возникает необходимость в определении хода произвольного луча. Направим луч от точки S (луч SB) к собирающей линзе.
Затем построим побочную оптическую ось PQ такую, которая будет параллельна лучу SB. После этого построим фокальную плоскость и найдем точку пересечения (точка С) фокальной плоскости с побочной оптической осью. Теперь соединим полученную точку С с точкой В. Это будет преломленный луч. Продолжим его до пересечения с главной оптической осью. Точка пересечения с ней и будет изображением точки S. В данном случае оно является мнимым.
Пример №2. Построить изображение точки, расположенной на главной оптической оси.
Чтобы построить изображение, пустим произвольный луч к линзе. Затем построим параллельную ему побочную оптическую ось и фокальную плоскость. Из места пересечения этой оси с фокальной плоскостью пустим луч, также проходящий через точку пересечения линзы с произвольным лучом. Построим продолжение луча до получения точки пересечения с главной оптической осью. Отметим точку пересечения — она является действительным изображением точки.
Построение изображения в рассеивающей линзе
Чтобы построить изображение предмета в рассеивающей линзе, нужно определить положения точек изображения, соответствующих верхней и нижней точкам предмета. Вот как определить положение точки изображения для верхней точки предмета:
- Нужно пустить луч, перпендикулярный главной оптической оси. Этот луч после преломления отклонится. Но его продолжение обязательно пересечет главный фокус линзы.
- Нужно пустить луч от верхней точки предмета через оптический центр линзы (построить побочную оптическую ось).
- Точку пересечения продолжения луча, полученного в шаге 1, с побочной оптической осью, нужно обозначить за изображение верхней точки предмета (на рисунке это точка А´).
Точно такие же действия нужно выполнить для нижней точки предмета. В результате получится точка пересечения, соответствующая изображению нижней точки предмета (на рисунке это точка А´´).
Оптика. Линза. Собирающая линза. Действительное и мнимое изображение.
Собирающая линза – это линза которая в средней части толще, чем по краям. Если на собирающую линзу попадает пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после преломления в линзе они собираются в одной точке F, которую обозначают как главный фокус линзы.
Фокус линзы — действительный (F>0), поскольку пересекаются сами лучи. Схематически это изображают так:
Собирающие линзы могут быть плоско — выпуклыми, двояковыпуклыми, вогнуто – выпуклыми.
Посредствам линз получится делать увеличенные и уменьшенные изображения объектов.
Опыты демонстрируют: отчётливое изображение формируется, когда объект, линза и экран размещены на определённых расстояниях друг от друга. В зависимости от их взаимного положения изображения могут быть перевёрнутыми или прямыми, увеличенными или уменьшенными, действительными или мнимыми.
Изображение, даваемое собирающей линзой, в зависимости от соотношения дистанции d от предмета до линзы и ее фокусным расстоянием F:
— d = F — изображение будет в бесконечности (изображения не будет) (предмет расположен в фокусе);
— d = 2F – равным предмету, перевернутым, действительным (предмет размещен в точке двойного фокуса);
— d > 2F – уменьшенное, перевернутое, действительное (предмет расположен за точкой двойного фокуса, пример – фотоаппарат, глаз).
Когда изображение действительное, его получится спроецировать на экран. В этом случае изображение будет видно из всякой точки комнаты, из которой виден экран.
Когда изображение мнимое, то его не получится спроецировать на экран, а можно только увидеть глазом, располагая его определённым образом по отношению к линзе (нужно смотреть «в неё»).
Источник: www.calc.ru