Lektion 4 – Optik Linser och avbildning - bjornjonsson.se

More documents

Recommendations

Info

Fysik A bjorn.jonsson@vgy.se Värmdö Gymnasium www.bjornjonsson.se Demo: Camera Obscura (hålkamera) Avbildning När vi har gardinerna uppdragna från fönstren får vi in massor med ljusstrålar, faktiskt massor med strålar från varje föremål som finns där ute. I figuren till höger får verkligheten representeras av två (punktformiga) ljuskällor, en med rött (överst) och en med grönt ljus (nederst). Strålar från den övre, röda lampan kommer att spridas åt alla håll, i figuren är de som hamnar innanför fönstrets gränser utritade. Det innebär att rött ljus kommer att falla på den delen av skärmen som inte ligger i skugga av fönsterramen. Samma resonemang kan föras för den nedre, gröna lampan. Det innebär att vi kommer att få ett enda stort ”grönrött gytter” på skärmen (som faktiskt blir gult, men mer om det senare!) förutom i kanterna där vi får gröna och röda kanter där den ena lampan är skuggad men den andra når fram med sitt ljus. I det här fallet ser vi bara oskarpa, utspridda spår av ljuskällorna på skärmen. Vi har ingen skarp bild av föremålen som skickar ljus. Om vi istället stänger till ljusinflödet så att vi bara släpper in ljus genom ett litet hål, kommer vi att stänga ute de flesta ljusstrålarna och bara några få slipper igenom. Det betyder att alla de röda ljusstrålarna som tar sig in i rummet kommer att hamna på i stort sett samma plats på skärmen, och samma sak för de gröna ljusstrålarna. Vi kommer i det här läget att få skarpa (förminskade) bilder av lamporna på skärmen. Det här är principen för en Camera Obscura (hålkamera). Nackdelen är att antalet ljusstrålar (ljusmängden) är liten, så bilden blir ljussvag, särskilt om det är dåligt väder ute. Vi skulle vilja utnyttja flera av de gröna resp. röda ljusstrålarna för att skapa bilden som vi ser på skärmen! Lösningen till detta problem är att lära oss lite om en av mänsklighetens största uppfinningar – linsen! /BJ 2 (4) Skärm Skärm Fönster Fönster
Fysik A bjorn.jonsson@vgy.se Värmdö Gymnasium www.bjornjonsson.se Demo: Konvexa och konkava linser Konvexa linser En positiv lins, konvex lins eller samlingslins – många namn för samma sak. En konvex lins har egenskapen att den samlar ihop de strålar som går genom den. Alla strålar som kommer in parallellt med optiska axeln bryts ner genom samma punkt, en punkt som ligger en bit ut från linsen (på andra sidan). Punkten kallas för linsens fokus eller brännpunkt. Avståndet från linsens centrum till brännpunkten kallas för fokalavstånd eller brännvidd och anges ofta i centimeter. Till höger visas de symboler för konvexa linser som man använder när man ritar optiska uppställningar. Konkava linser En konkav lins kallas också negativ lins eller spridningslins. I denna linstyp sprids de inkommande strålarna utåt när de bryts genom linsen. Konkava linser har också en brännpunkt, fast den fungerar lite annorlunda än för den konvexa linsen (vi återkommer till den senare). Symbolerna för konkava linser syns i figuren till höger. Eftersom en konvex lins samlar ihop ljuset borde vi kunna använda den för att fixa en ljusstark bild i vår Camera Obscura! Demo: Ljuslågan på väggen Avbildning Vi kan tydligen bryta ihop bilder med en lins. Man säger att det vi ser på skärmen är en avbildning av föremålet vi tittar på (C-huset eller ljuslågan). För att veta var bilden finns och hur stor den är kan man göra en bildkonstruktion med huvudstrålar på ungefär samma sätt som vi gjorde med /BJ optiska axeln buktiga speglar. Bilden blir skarp på en skärm som placeras på det avstånd där bilden hamnar, men inte annars. Det beror på detta ställe så samverkar alla strålarna i en punkt, liksom i Camera Obscuran förut. Linsformeln 3 (4) f a b Man kan också använda den s.k. linsformeln, som anger sambandet mellan linsens brännvidd f, avståndet a från linsens centrum till föremålet som avbildas, och avståndet b mellan linsens centrum och avbildningen. Man kan också beräkna bildens förstoring M. Linsformeln: 1 + 1 = 1 a b f Bildförstoring: M = – b (ett negativt M betyder uppochnedvänd bild) a f fokus + –
Page 1: Fysik A bjorn.jonsson@vgy.se Värmd

Lektion 4 – Optik Linser och avbildning - bjornjonsson.se

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?