เลนส์ คือ
ตัวกลางโปร่งใสที่มีผิวหน้าเป็นผิวโค้ง
ผิวโค้งของเลนส์อาจจะมีรูปร่างเป็นพื้นผิวโค้งทรงกลม ทรงกระบอก หรือ พาราโบลาก็ได้
เลนส์แบบง่ายสุดเป็นเลนส์บางที่มีผิวโค้งทรงกลม โดยส่วนหนาสุดของเลนส์จะมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้ง
เลนส์แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ เลนส์นูน (Convex lens )
กับเลนส์เว้า (Concave lens )
เลนส์นูน
เลนส์นูน คือ
เลนส์ที่มีตรงกลางหนากว่าตรงขอบเสมอ
เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสีตีบเข้าหากัน
และไปตัดกันจริงที่จุดโฟกัสจริง ( Real focus )
ภาพเเสดงเลนส์นูนรูปเเบบต่างๆ
เลนส์เว้า
เลนส์เว้า คือ เลนส์ที่มีตรงกลางบางกว่าตรงขอบเสมอ
เมื่อผ่านลำแสงขนานเข้าหาเลนส์จะทำให้รังสีถ่างออกจากกันและ ถ้าต่อแนวรังสี
จะพบว่ารังสีจะไปตัดกันที่จุดโฟกัสเสมือน ( Virtual focus )
ภาพเเสดงเลนส์เว้ารูปเเบบต่างๆ
การหักเหของแสงผ่านเลนส์
การหาลักษณะของภาพและตำแหน่งของภาพที่เกิดจากการหักเหของแสงผ่านเลนส์
โดยการวาดรังสี ซึ่งมีขั้นตอนการเขียนรังสีของแสง ตกกระทบและรังสี หักเหของแสง
ดังนี้
ก. รังสีเส้นที่หนึ่ง
ให้ลากรังสีของแสงจากวัตถุขนานกับแกนมุขสำคัญไปตกกระทบเลนส์ต่อมาลากรังสีหักเหของแสงจากเลนส์จะผ่านที่จุดโฟกัส
ซึ่งอยู่ด้านหลังเลนส์
ข. รังสีเส้นที่สอง
ให้ลากรังสีของแสงจากวัตถุไปตกกระทบที่จุดกึ่งกลางเลนส์ต่อมาลากรังสีหักเหของแสงจากเลนส์ต่อจากจุดกึ่งกลางเลนส์ออกไป
ค. รังสีเส้นที่สาม ให้ลากรังสีของแสงจากวัตถุผ่านจุดโฟกัสไปตกกระทบเลนส์ต่อมาลากรังสีหักเหของแสงจากเลนส์ออกไปด้านหลังเลนส์
โดยขนาน กับแกนมุขสำคัญ
รังสีทั้งสามจะไปตัดกันที่ด้านหลังของเลนส์ที่ตำแหน่งหนึ่งซึ่งตำแหน่งนั้นคือตำแหน่งของภาพ
ที่เกิดขึ้น ดังรูป
แสดงการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์นูน
แสดงการหักเหของแสงเมื่อผ่านเลนส์เว้า
ภาพที่เกิดจากการวางวัตถุ
ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ของเลนส์นูน
1. ถ้าวัตถุอยู่ที่ตำแหน่งที่ไกลมากหรือระยะอนันต์
จะได้ภาพจริงมีขนาดเป็นจุดอยู่ที่จุดโฟกัส
2. ถ้าวัตถุอยู่ห่างมากกว่าจุดศูนย์กลางความโค้ง
แต่ไม่ถึงระยะอนันต์ จะเกิดภาพจริงหัวกลับ ขนาดเล็กกว่าวัตถุ อยู่ระหว่างจุด F และ ซึ่งอยู่คนละด้านกับวัตถุ
3. ถ้าวัตถุอยู่ที่จุด
C จะเกิดภาพจริงหัวกลับที่ตำแหน่ง
ขนาดเท่ากับวัตถุ และอยู่คนละด้านกลับวัตถุ
4. ถ้าวัตถุอยู่ระหว่างจุด
C และจุด
F จะเกิดภาพจริงหัวกลับ
ขนาดขยายอยู่นอกจุด ซึ่งอยู่คนละด้านกับวัตถุ
5. ถ้าวัตถุอยู่ที่จุด
F จะทำให้เกิดภาพที่ระยะอนันต์
เพราะรังสีแสงที่ออกมาจะเป็นรังสีแสงขนาน
6. ถ้าวัตถุอยู่ระหว่างจุด F กับจุด O จะพบว่ารังสีรังสีที่ผ่านเลนส์มีการเบนออก
และเมื่อเราต่อแนวรังสีที่หักเหผ่านเลนส์ จะพบว่าเกิดภาพเสมือนขนาดขยาย
หัวตั้งอยู่ด้านเดียวกับวัตถุ
ภาพที่เกิดจากการวางวัตถุ
ณ ตำแหน่งต่าง ๆ ของเลนส์เว้า
- ถ้าวัตถุอยู่ระหว่างจุด
F กับจุด Cหรือจุด F กับจุด O จะเกิดภาพเสมือน หัวตั้ง
ขนาดเล็กกว่าวัตถุที่ระยะระหว่าง F กับ C หน้าเลนส์
การหาตำแหน่งภาพที่เกิดจากเลนส์
โดยที่ f คือ ความยาวโฟกัส f เป็นบวก เมื่อเป็นเลนส์นูน
f เป็นลบ เมื่อเป็นเลนส์เว้า
s คือระยะวัตถุ s เป็นบวก สำหรับวัตถุจริง (ซึ่งอยู่หน้าเลนส์)
s เป็นลบ สำหรับวัตถุเสมือน
(ซึ่งอยู่หลังเลนส์)
s' คือระยะภาพ s' เป็นบวก สำหรับภาพจริง (ซึ่งอยู่หน้าเลนส์)
s' เป็นลบ สำหรับภาพเสมือน
(ซึ่งอยู่หลังเลนส์)
กำลังขยาย (Magnification)
กำลังขยายของเลนส์ หาได้จาก
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น