Περιεχόμενο
Η μεγέθυνση είναι η διαδικασία εμφάνισης για μεγέθυνση ενός αντικειμένου για σκοπούς οπτικής επιθεώρησης και ανάλυσης. Τα μικροσκόπια, τα κιάλια και τα τηλεσκόπια μεγεθύνουν όλα τα πράγματα χρησιμοποιώντας τα ειδικά κόλπα που είναι ενσωματωμένα στη φύση των φακών μετασχηματισμού φωτός σε διάφορα σχήματα.
Γραμμική μεγέθυνση αναφέρεται σε μία από τις ιδιότητες του κυρτός οι φακοί ή εκείνοι που παρουσιάζουν εξωτερική καμπυλότητα, όπως μια σφαίρα που έχει υποχωρήσει σοβαρά. Οι ομολόγοι τους στον οπτικό κόσμο είναι κοίλος φακούς ή εκείνους που είναι καμπυλωτοί προς τα μέσα και κάμπτουν τις ακτίνες φωτός διαφορετικά από τους κυρτούς φακούς.
Αρχές της μεγέθυνσης εικόνας
Όταν οι ακτίνες φωτός που κινούνται παράλληλα κάμπτονται καθώς περνούν μέσα από έναν κυρτό φακό, κάμπτονται προς την κατεύθυνση και έτσι συγκεντρώνονται σε ένα κοινό σημείο στην αντίθετη πλευρά του φακού. Αυτό το σημείο, F, ονομάζεται επίκεντρο, και η απόσταση από το κέντρο του φακού έως το F, που υποδηλώνεται φά, ονομάζεται εστιακό μήκος.
Η ισχύς ενός μεγεθυντικού φακού είναι ακριβώς το αντίστροφο της εστιακής του απόστασης: Π = 1 / φά. Αυτό σημαίνει ότι οι φακοί που έχουν σύντομα εστιακά μήκη έχουν ισχυρές δυνατότητες μεγέθυνσης, ενώ υψηλότερη τιμή φά συνεπάγεται μικρότερη μεγεθυντική ισχύ.
Καθορισμένη γραμμική μεγέθυνση
Η γραμμική μεγέθυνση, που ονομάζεται επίσης πλευρική μεγέθυνση ή εγκάρσια μεγέθυνση, είναι ακριβώς ο λόγος μεγέθους της εικόνας ενός αντικειμένου που δημιουργείται από ένα φακό στο πραγματικό μέγεθος αντικειμένων. Εάν η εικόνα και το αντικείμενο βρίσκονται και στο ίδιο φυσικό μέσο (π.χ. νερό, αέρας ή εξωτερικός χώρος), τότε ο τύπος πλευρικής μεγέθυνσης είναι το μέγεθος της εικόνας διαιρούμενο με το μέγεθος του αντικειμένου:
M = frac {-i} {o}Εδώ Μ είναι η μεγέθυνση, Εγώ είναι το ύψος της εικόνας και o είναι το ύψος του αντικειμένου. Το σύμβολο μείον (μερικές φορές παραλείπεται) είναι μια υπενθύμιση ότι οι εικόνες αντικειμένων που σχηματίζονται από κυρτά κάτοπτρα εμφανίζονται ανεστραμμένα ή ανάποδα.
Η φόρμουλα του φακού
Η φόρμουλα του φακού στη φυσική συνδέει το εστιακό μήκος μιας εικόνας που σχηματίζεται από ένα λεπτό φακό, την απόσταση της εικόνας από το κέντρο του φακού και την απόσταση του αντικειμένου από το κέντρο του φακού. Η εξίσωση είναι
frac {1} {d_o} + frac {1} {d_i} = frac {1} {f}
Ας υποθέσουμε ότι τοποθετείτε έναν σωλήνα με κραγιόν 10 cm από έναν κυρτό φακό με εστιακή απόσταση 6 cm. Πόσο μακριά θα εμφανιστεί η εικόνα στην άλλη πλευρά του φακού;
Για ρεo= 10 και φά = 4, έχετε:
begin {aligned} & frac {1} {10} + frac {1} {d_i} = frac {1} {d_i} = 0.15 d_i = 6.7 end {ευθυγραμμισμένο}Μπορείτε να πειραματιστείτε με διαφορετικούς αριθμούς εδώ για να αποκτήσετε μια αίσθηση του πώς η αλλοίωση της φυσικής ρύθμισης επηρεάζει τα οπτικά αποτελέσματα σε αυτό το είδος προβλήματος.
Σημειώστε ότι αυτός είναι ένας άλλος τρόπος για να εκφράσετε την έννοια της γραμμικής μεγέθυνσης. Η αναλογία ρεΕγώ προς το ρεo είναι η ίδια με την αναλογία του Εγώ προς το o. Δηλαδή, ο λόγος του ύψος του αντικειμένου προς το ύψος της εικόνας του είναι η ίδια με την αναλογία του μήκος του αντικειμένου προς το μήκος της εικόνας του.
Μεγέθυνση Tidbits
Το αρνητικό σήμα που εφαρμόζεται σε μια εικόνα που εμφανίζεται στην αντίθετη πλευρά του φακού από το αντικείμενο υποδεικνύει ότι η εικόνα είναι "πραγματική", δηλ. Ότι μπορεί να προβάλλεται σε μια οθόνη ή σε κάποιο άλλο μέσο. Μια εικονική εικόνα, από την άλλη πλευρά, εμφανίζεται στην ίδια πλευρά του φακού με το αντικείμενο και δεν συνδέεται με ένα αρνητικό σύμβολο σε σχετικές εξισώσεις.
Αν και τέτοια θέματα βρίσκονται εκτός του πλαισίου της παρούσας συζήτησης, μια ποικιλία εξισώσεων φακών που σχετίζονται με μια σειρά καταστάσεων πραγματικής ζωής, πολλές από τις οποίες περιλαμβάνουν αλλαγές στα μέσα (π.χ. από τον αέρα στο νερό), μπορούν να αποκαλυφθούν εύκολα με Διαδίκτυο.