Жазық және сфералық айналар. Физика, 11 сынып, қосымша материал 2.
Теориялық материал
Сфералық айналарды қолдану.
Оптикалық құралдарда әр түрлі шағылысатын беті бар айналарды қолданады: тегіс, сфералық және күрделірек. Тегіс емес айналар түпнұсқаға қарағанда объектінің кескінін үлкейту немесе азайту қабілетіне ие линзаларға ұқсас.
Ойыс айналар.
Қазіргі уақытта жарықтандыру үшін ойыс айналар жиі қолданылады. Қалта электр шамында кішкентай электр шамдары орналасқан. Егер ол өзінің сәулелерін барлық бағытта жіберген болса, онда мұндай шамның пайдасы жоқ: оның жарығы бір-екі метрден аспайды. Шамның артында кішкене ойыс айна бар. Сондықтан, жарықтандырғыштан түскен жарық сәулесі қараңғылыққа он метр алға жетеді. Алайда, шамда кішкене объектив бар - шамның алдында. Айна мен линза бір-біріне жарық сәулесін жасауға көмектеседі. Сондай-ақ, автомобиль фаралары мен бағдаршамдар, көгілдір медициналық шамның жарықтандырғышы, мачтаның жоғарғы жағындағы кеме фонарьлары мен маяк шамдары. Прожекторларда күшті доға шамы жарықтың жарқырайды. Егер ойыс айнаны алып тастайтын болсақ, онда шамның жарығы барлық бағыттарға шашырап тараушы еді және жарығы жетпіс шақырымға емес, бір-екіге метрден аспаушы еді.
Әсіресе маяк шамы қиын құрастырылған. Ежелгі уақытта ең күшті маяк Александрияның шамшырағы болды - бұл Александрия Македонскийдің есімімен байланысты әлемдегі ең ғажайыптардың ең соңғысы. Аңыз бойынша, Александрия шамшырағында үлкен айна болды, оның көмегімен сіз Грециядан жүзіп келе жатқан кемелерді көре аласыз. Маяк біздің заманымызға дейінгі 332 жылы қаланған Александрия қаласында орналасқан Ніл дельтасында. Фарос аралындағы қалаға жақындағанда маяк салу туралы шешім қабылданған. Маяк биіктігі 120 метр болатын үш қабатты мұнараға түрінде болды. Мұнарада көптеген таптырмайтын техникалық құрылғылар болды: флюгерлер, астрономиялық құралдар, сағаттар. Үшінші қабатта дөңгелек бағаналы ротонда мәңгі орасан зор от жағылды.
Бірақ үлкен жалын да аз жарық береді. Оның үстіне, оның жарығы барлық бағыттарға ауытқиды және тез өз күшін жоғалтады. Алау оты объективі бар үлкен ойыс металл айна көмегімен шағылысқан деп болжауға болады. Ойыс айна барлық сәулелерді бір бағытқа бағыттайды, соның арқасында маяктың жарығы айтарлықтай күшейе түсті. Отқа арналған отын жоғарғы қабатқа кең спиральды баспалдақпен жеткізілді, есек арбамен жүз метр биіктікке көтерілді. Рим империясының құлауымен маяк жарқырауын тоқтатты, жоғарғы мұнара құлап, 14-ші ғасырдағы жер сілкінісінен кейін төменгі қабаттың қабырғалары қирады. Ежелгі маяктың қирандылары түрік бекінісіне салынған және сол жерде әлі де бар.
Ағылшын ғалымы Исаак Ньютон телескопта ойыс айнаны қолданды. Қазіргі заманғы телескоптарда да ойыс айналар қолданылады.
Ал өте үлкен диаметрлі радио-телескоптардың антенналары көптеген жеке металл айналардан тұрады. Мысалы, RATAN-600 телескопының антеннасы айналдыра орналасқан 895 жеке айнадан тұрады. Бұл телескоптың дизайны бір уақытта аспанның бірнеше бөлігін байқауға мүмкіндік береді.
Дөңес айналар. Мұндай дөңес айналар көбінесе қала көшелерінде және қоғамдық жерлерде қолданылады.
Көрінісі шектеулі жолдарда жол айналарын орнату көліктер мен адамдарды қорғауға мүмкіндік береді. Бұл айналар контурлы шағылыстыратын элементтермен жабдықталған және автомобиль фараларының жарығынан қараңғыда жарқырайды.
Бөлмелерге арналған күмбезді айналар - бұл көру бұрышы 360 градусқа жететін жарты шар. Бұл жағдайда айна негізінен төбеге орнатылады.
Бақылау айналары көшелерде, бөлмелерде де қолданылады. Мәселен, дүкендерде сөрелер арасындағы жолда кім және не істеп жатқанын көрсетеді, ал тұрақтың ауыр бөлігінде көлік иелері соқтығысусыз маневр жасай алады. Орнату мысалдары және көру бұрышы:
күмбезді айна үшін.
Активная ссылка на источник «Класс!ная физика» обязательна: http://class-fizika.ru/serk8.html
Сфералық айна формуласына мысал есеп:
Мысал. Сфералық айналар үшін нәрседен фокусқа (а) және кескіннен фокусқа (b) дейінгі қашықтық көбейтіндісі фокустық қашықтықтың квадратына тең болатындығын дәлелдеңіз.
Шешуі: Сфералық айналарда кескін алудың барлық жағдайларын қарастырамыз: а) Нәрсе фокус пен ойыс айна арасында орналасқан (А суретін қараңыз).
Нәрсенің кескіні жалған, тура, үлкейтілген. Негізгі фокустан нәрсеге дейінгі қашықтығы
Кескіннен фокусқа дейінгі қашықтық:
Жалған кескінді алу кезінде ойыс-айнаның формуласы:
Немесе
- мен (2) ескере отырып
b) нәрсе фокус пен айнаның қисықтық центрі арасында орналасқан (b суретін қараңыз).
Кескін шын, төңкерілген, үлкейтілген, айна полюсінен нәрсеге дейінгі қашықтық, d=F+a, айна полюсінен кескінге дейінгі қашықтық, f=b+F. Айна формуласы,
Келесі түрге келеді:
Осыдан:
в) нәрсе айнаның қисықтық ортасында орналасқан (в суретті қараңыз).
Нәрсенің кескіні шын, төңкерілген, толық өлшемді. Бола тұра, a=b=F, d=f=2F, демек,
г) Нәрсе айнаның қисықтық центрінің артында орналасқан (г суретін қараңыз).
Нәрсенің кескіні бұл жағдайда шын, төңкерілген, кішірейтілген. Нәрседен айнаға дейінгі қашықтық d=F+a, кескіннен айнаға дейінгі қашықтық: f=F+b.
Айна формуласынан келесі теңдеуді аламыз:
Осыдан:
д) Нәрсе дөңес айнаның алдында орналасуы жағдайында (сур. д), алынған кескін әрдайым жалған,тура, кішірейтілген.
Айна формуласы,
Нысаннан айнаға дейінгі қашықтық: d=a-F, айнадан кескінге дейінгі: f=F-b
Онда,
кез-келген сфералық айна үшін оның фокустық ұзындығы нәрседен және кескіннен негізгі фокусқа дейінгі қашықтықтың көбейтіндісінің квадрат түбіріне тең:
Алғаш рет Ньютон қорытып шығарған.
Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз:
Facebook | VK | WhatsApp | Telegram | Twitter
Қарап көріңіз 👇
Пайдалы сілтемелер:
» Туған күнге 99 тілектер жинағы: өз сөзімен, қысқаша, қарапайым туған күнге тілек
» Абай Құнанбаев барлық өлеңдер жинағын жүктеу, оқу
» Дастархан батасы: дастарханға бата беру, ас қайыру
Соңғы жаңалықтар:
» 2025 жылы Ораза және Рамазан айы қай күні басталады?
» Утиль алым мөлшерлемесі өзгермейтін болды
» Жоғары оқу орындарына құжат қабылдау қашан басталады?