レンズ：レンズの種類（物理学）。 収集、光分散レンズの形態。 レンズの種類を判別する方法は？

レンズは球形またはほぼ球形の表面を有する傾向があります。 彼らは、凸面、凹面又は平面（無限大の半径）であってもよいです。 光が通過する2つの面を有しています。 これらは、レンズの種類を（写真は、この記事で後述）を形成するためにさまざまな方法で組み合わせることができます。

• 両面が凸面である場合に（外側に湾曲した）中央部が縁よりも厚いです。
• 凹凸球を有するレンズは、メニスカスと呼ばれます。
• 平坦面を持つレンズは、他の球体の性質に応じて、平凹レンズまたは平凸レンズと呼ばれます。

レンズの種類を判別する方法は？ 私たちはこれをより詳細に調べてみましょう。

収集レンズ：レンズの種類

中央部での厚みが縁よりも大きい場合にかかわらず、結合面の、それらは収集と呼ばれます。 正の焦点距離を持っています。 収束レンズの次の種類：

• 平凸レンズ、
• 両凸、
• 凹凸（メニスカス）。

これらは「陽性」と呼ばれています。

スプレッドレンズ：レンズの種類

その厚さが縁でより中央に薄い場合は、散乱と呼ばれています。 負の持つ 焦点距離。 散乱レンズのいくつかの種類があります。

• 平凹レンズ、
• 両凹レンズ、
• 凹凸（メニスカス）。

これらは「ネガティブ」と呼ばれます。

基本的な概念

光線が一点の点光源から発散します。 彼らは、ビームと呼ばれています。 光がレンズに入ると、各ビームは、その向きを変えることによって屈折されます。 この理由のために、ビームは、多かれ少なかれ発散レンズを出ることができます。

それらは単一の点に収束するように光学レンズの種類によっては、光線の方向を変えます。 光源は、少なくとも焦点距離に配置されている場合、ビームは、少なくとも同じ距離の点に収束します。

現実と仮想イメージ

点光源は、有効なオブジェクトと呼ばれ、レンズからの光線のビームの収束点は、それが有効なイメージです。

重要性は、通常平坦な表面上に分布点光源のアレイを有します。 例は、背後から照らさすりガラス、上の画像です。 フィルムストリップの別の例は、それからの光がレンズを通過するように、後ろから照明フラットスクリーン上に画像を乗算されます。

これらのケースでは、平面について話しています。 物体面上の点に対応する1：像面1上の点。 同じことは、結果として得られる画像は上から下へのオブジェクトに対して反転または左右することができるにもかかわらず、幾何学図形に適用されます。

仮想 - ワンポイントにおけるトウ線は実画像、および差分を作成します。 それがはっきりと画面上に概説されている場合 - それは有効です。 同じ画像が光源に向かってレンズを通して見ることによってだけ見ることができる場合は、仮想呼ばれます。 ミラーで反射 - 想像。 同様に - 望遠鏡を通して見ることができる画像。 しかし、フィルムカメラのレンズの投影は実像を与えます。

焦点距離

フォーカスレンズは、それを介して平行光ビームを通過させることによって求めることができます。 それらは一緒に来て、それがレンズの焦点からの距離F.を中心に説明する点は、その焦点距離fと呼ばれます。 あなたが他の側から平行光線を飛ばしので、両側にFを見つけることができます。 各レンズは、2つの2 F及びFを有します。 それは、その焦点距離に比べて相対的に薄い場合、後者はほぼ等しいです。

発散及びコンバージェンス

正の焦点距離の収束レンズによって特徴付けられます。 レンズのこのタイプ（平凸レンズ、両凹レンズ、メニスカス）の形態は、それらが、これに低減されているよりも、それらから出てくる光線を、減らします。 収集レンズは、実部と虚像として形成することができます。 第一は、物体へレンズからの距離が焦点距離よりも大きい場合にのみ形成されています。

負の焦点距離発散レンズによって特徴付けられます。 レンズ（平凹レンズ、両凹レンズ、メニスカス）のこのタイプの形態は、それらがその表面に乗る前に、離婚したよりも多くの光を希釈しました。 スプレッドレンズは、仮想イメージを作成します。 形成された光線（これらはレンズと反対側の焦点の間のどこかに収束する）有意な入射光線の収束がまだ実像を形成するように収束することができる場合にのみ。

重要な違い

ビームの収束または発散レンズの収束や発散を区別することは非常に注意しなければなりません。 レンズとPuchkovスヴェタの種類は同じではないかもしれません。 彼らは一緒に「集まる」場合、彼らは「逃げる」と収束している場合、オブジェクトや画像の点に関連した光線は、発散と呼ばれています。 任意同軸に 光学系の光 軸は、光線の経路です。 軸に沿ったビームは、屈折による方向の変化なしに通過します。 それは、実際には、光軸の良い定義です。

光軸からの距離から離れるように移動しているビームが発散と呼ばれています。 そして、それに近づいている1は、収束と呼ばれています。 光軸に平行な光線が、ゼロ収束または発散しています。 ビームの収束または発散の話場合したがって、それは光軸と相関していました。

レンズのいくつかのタイプ、ビームが光軸に対して大きな程度に偏向されるようになるの物理学は、収集されます。 彼らは、光線がより離れ少ない移動発散を収束収束します。 彼らは、彼らの強さは、この目的のために十分であれば、でもできますパラレルまたは収束の束を作ります。 同様に、レンズはより発散光線を溶解し得る発散、および収束 - 平行または発散作ります。

拡大鏡

2つの凸表面とレンズ縁部よりも中央部で厚く、かつ簡単な拡大鏡又はルーペとして使用することができます。 この場合、観察者は彼女の想像上、大きな画像を見。 カメラレンズ、しかしながら、フィルム又は実際のセンサ通常オブジェクトと比較して小型化を図る上で形成されます。

眼鏡

光の収束を変更するレンズの能力は、その強度と呼ばれています。 メートル焦点距離 - それはFジオプトリーD = 1 / Fで表現されます。

F 5ジオプトリー= 20cmのパワーを有するレンズである。これは、処方眼鏡を書き込む視度検眼を示しています。 例えば、彼は5.2ジオプトリーを記録しました。 ワークショップでは、ワークピースは、工場で得られた、5ジオプトリーを取り終え、ビット0.2ジオプターを追加するために、一方の面を研削。 原理は、2つの領域が互いに近接された薄いレンズのために、その総電力が各ジオプターの和であることをルールが観察されることである：D = D ₁ + D _2。

ガリレオの望遠鏡

ガリレオの時間（17世紀の初め）で、ヨーロッパでのポイントは、広く利用可能でした。 彼らはオランダで製造され、ストリート・ベンダーによって配布される傾向にあります。 ガリレオは、オランダの誰かがチューブ内レンズの2種類を入れて、遠くのオブジェクトに大きないるようだと聞きました。 彼は望遠レンズがもう一方の端に1つのチューブの端部、およびショートスロー散乱接眼レンズに集まる使用しました。 場合は レンズの焦点距離 F _E F _O及び接眼レンズに等しく_、それらの間の距離がf _O -f _Eであるべきであり_、力（角倍率）F _O / F _E。 このようなスキームは、ガリレオパイプと呼ばれています。

望遠鏡は、現代のハンドヘルド双眼鏡に匹敵する増加5又は6倍を有します。 これは、多くのエキサイティングなために十分である 天体観測。 あなたは簡単に月面のクレーター、木星の4つの衛星、見ることができる土星の輪、金星、星雲、及び星団の段階だけでなく、天の川でかすか星を。

ケプラー望遠鏡

ケプラーは、このすべてについて聞いた（彼はガリレオ対応）と2つの集光レンズと望遠鏡の別の種類を構築しました。 接眼 - 大焦点距離、レンズ、及びそれが以下であるもので一つ。 それらの間の距離がf ₀ + F _eに等しく_、角倍率は、F _O / F _Eです_。 このケプラー（または天文）望遠鏡は倒立像を作成しますが、星や月のためにそれは問題ではありません。 この方式は、ガリレオ望遠鏡より視野のより均一な照明を提供し、それが固定位置にあなたの目を維持し、端から端まで視野全体を見ることができるように使用する方が便利でした。 デバイスは、深刻な劣化させることなくガリレオチューブよりも高い増加を達成することができます。

両方の望遠鏡は、完全に焦点を当てていない画像、及びその結果、球面収差に悩まさ 色収差、 色にじみを作成します。 ケプラー（ニュートン）は、これらの欠点を克服することができないと信じていました。 彼らは、無彩色のレンズの種類、19世紀にのみ知らされるの物理学があるかもしれないことを予想していませんでした。

反射望遠鏡

グレゴリーは、彼らが何色にじみを有していないので、レンズとして望遠鏡のミラーを使用することができることを示唆しました。 ニュートンはこのアイデアを取り、ニュートン式望遠鏡に凹面ハーフミラーの形状と正の接眼レンズを作成しました。 彼はこの日に残っ王立協会にサンプルを手渡しました。

単一レンズ望遠鏡は、スクリーンまたはフィルム上に画像を投影することができます。 適切な増加の大きい焦点距離、たとえば、0.5メートル、1メートルまたは数メートルの正レンズを必要とします。 このような配置は、多くの場合、天文写真撮影に使用されています。 光学系に慣れていない人々が弱い長焦点レンズは、より大きな増加を与える逆説的な状況を見えるかもしれません。

球

彼らが少しガラスビーズをやったので、古代の文化は、望遠鏡を持っていたかもしれないことが示唆されています。 問題は、彼らが使用されたかは不明であるということである、と彼らは、当然のことながら、良い望遠鏡の基礎を形成することができませんでした。 ボールは小さなオブジェクトを増加させるために使用することができますが、同時に品質はほとんど良好でした。

理想的ガラス球の焦点距離が非常に短く、実際の画像は球体に非常に近い形成します。 また、異常（幾何学的歪み）重要。 問題は、2つの表面間の距離です。

あなたは画像欠陥を引き起こす光線を、ブロックする深い赤道溝を作る場合は、それが正常に非常に平凡な虫眼鏡が判明します。 この決定は、彼の名前の拡大鏡は非常に小さな物体を研究するために小型ハンドヘルド拡大鏡で今日購入することができ、コディントンに起因しています。 しかし、このような証拠はありません、19世紀の前に行われました。