แสงเชิงเรขาคณิต: กระจก เลนส์และการมองเห็น (2)

ยอดวิว 0

แบบฝึกหัด

EASY

แสงเชิงเรขาคณิต: กระจก เลนส์และการมองเห็น (2) (ชุดที่ 1)

MEDIUM

แสงเชิงเรขาคณิต: กระจก เลนส์และการมองเห็น (2) (ชุดที่ 2)

HARD

แสงเชิงเรขาคณิต: กระจก เลนส์และการมองเห็น (2) (ชุดที่ 3)

เนื้อหา

เลนส์บาง

เลนส์นูน 

เลนส์นูน หมายถึง เลนส์ที่บริเวณขอบมีลักษณะบาง แต่บริเวณส่วนกลางของเลนส์นั้นหนากว่าโดยการทำงานของเลนส์นูนอาศัยหลักการหักเหของแสง ที่จะหักเหเข้าหาแนวเส้นตั้งฉาก เลนส์นูนจึงมีคุณสมบัติรวมแสง แสงที่ส่องผ่านเลนส์นูนทำมุมกันแคบเข้ามา จนอาจมารวมกันเป็นจุดจุดเดียว หรือที่เรียกว่า จุดโฟกัส ดังรูป

ซึ่งภาพที่ได้จากเลนส์นูนอาจเป็นภาพจริงหัวกลับหรือภาพเสมือนหัวตั้ง ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างวัตถุกับเลนส์ ดังรูป

จากคุณสมบัติของเลนส์นูน เราสามารถนำเลนส์นูนไปประดิษฐ์เป็นเครื่องมือที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ต่างๆ ได้มากมาย เช่น

  1. แว่นขยาย
  2. แว่นตาสำหรับคนสายตายาว
  3. กล้องโทรทรรศน์
  4. กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง
  5. กล้องถ่ายภาพ
  6. กระจกโค้งจราจรซึ่งติดอยู่ตามโค้งหรือมุมถนน 

เลนส์เว้า

เลนส์เว้า หมายถึง เลนส์ที่บริเวณขอบมีลักษณะหนา แต่ตรงกลางเลนส์บาง โดยการทำงานจะอาศัยหลักการหักเหของแสงเช่นเดียวกับเลนส์นูน แต่จะมีคุณสมบัติกระจายแสงได้ดี ดังนั้น แสงที่ส่องผ่านเลนส์เว้าจะถูกกระจายออกไป หรือทำมุมหักเหออกจากแนวเส้นตั้งฉาก ซึ่งภาพที่ได้จากเลนส์เว้าจะเป็นภาพเสมือนหัวตั้ง ขณะที่ตำแหน่งของภาพอาจอยู่ด้านหน้าเลนส์หรือหลังเลนส์ก็ได้ ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างวัตถุกับเลนส์

จากคุณสมบัติการกระจายแสงของเลนส์เว้า เราสามารถนำเลนส์เว้าไปเป็นองค์ประกอบสำคัญของทัศนอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้หลากหลาย เช่น

  1. แว่นสายตาสำหรับคนสายตาสั้น
  2. เลนส์กล้องถ่ายรูป
  3. เครื่องฉายภาพ
  4. กล้องโทรทัศน์ หรือกล้องส่องทางไกล 

การคำนวณค่าต่างๆในเรื่องเลนส์

            plus-or-minus 1 over f equals 1 over s plus-or-minus fraction numerator 1 over denominator s apostrophe end fraction space space space space space space space space space space space space left parenthesis 1 right parenthesis

ระยะภาพ s apostrophe หากเป็นภาพจริงจะมีค่าบวก
หากเป็นภาพเสมือนจะมีค่าลบ ดังตารางด้านล่าง

ชนิดของภาพที่เกิดขึ้นระยะภาพ s apostrophe
ภาพจริง+
ภาพเสมือน-

ระยะโฟกัส f หากเป็นโฟกัสจริงจะมีค่าบวก
หากเป็นโฟกัสเสมือนจะมีค่าลบ ดังตารางด้านล่าง

ชนิดของเลนส์ระยะโฟกัส f
เลนส์นูน(โฟกัสจริง)+
เลนส์เว้า(โฟกัสเสมือน)-

กำลังขยาย(Magnify)

เป็นอัตราส่วนขนาดภาพ เทียบกับขนาดวัตถุ หรือระยะภาพ s apostropheเทียบกับระยะวัตถุ s ดังสมการ

      m equals fraction numerator left parenthesis I m a g e space h e i g h t right parenthesis over denominator left parenthesis O b j e c t space h e i g h t right parenthesis end fraction equals fraction numerator s apostrophe over denominator s end fraction space space space space space space space space space left parenthesis 2 right parenthesis