RyL61FbBBVpMt

How the image is formed using converging lenses?

Source: licencja: CC 0.

Jak powstaje obraz przy użyciu soczewek skupiających?

You will learn
  • how to construct images of objects formed by a converging lensconverging lensconverging lens with respect to the position of an object,

  • how to determine the characteristics of images formed by a converging lens with respect to the position of an object.

RCjleypO1izHZ
nagranie abstraktu

Before you start.

  • Enumerate the parameters describing the optical lens.

RInHwEOX3uXfd1
nagranie abstraktu

converging lensconverging lensconverging lens is curved outwards on both sides. It is often represented in diagrams by the following symbol.

R3L5cPEgcQ3C7
A symbolic interpretation of a convex lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RWM54cY8mlX2T1
nagranie abstraktu
Construction rules for drawing ray diagrams
R17Zjj6OzAhvH1
nagranie abstraktu
Rule 1.

The direction of the light ray passing through the optical centre of a convex lens remains unchanged.

R1bg8MbGXrNCH
The direction of the light ray passing through the optical centre of a convex lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R1aq3Ey0wKxdI1
nagranie abstraktu
Rule 2.

The light ray parallelparallelparallel to the optical axis will pass through the focal point F after refractionrefractionrefraction by the lens.

R1asmA14KdsP2
The direction of the light ray parallel to the optical axis before and after refraction by a convex lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R17SQ6li3Hip31
nagranie abstraktu
Rule 3.

The light ray passing through the focal point F becomes parallelparallelparallel to the optical axis after refractionrefractionrefraction by the lens.

Rz4wcwqrSkfcl
The direction of the light ray passing through the focal point before and after refraction by a convex lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
The nature of images formed by the converging lenses
Definition: The nature of images formed by the converging lenses
RJi0QJdshcQrY1
nagranie abstraktu

The nature of images formed by the converging lenses can be described as:

  • enlarged or reduced (how big the image is compared to the object),

  • upright (the same way up as the object) or inverted (upside down compared to the object),

  • real (behind a lens) or virtual (in front of a lens).

R1ehKAcdUATSp1
nagranie abstraktu

The process of constructing a ray diagram is the same regardless of where the object is located. While the result of the ray diagram (image location, size, orientation, and type) may be different depending on the location of the object, the same three rays are always drawn.

Exercise 1
R142GLTJ4hRUq1
nagranie abstraktu

What characteristics will an image formed by a convex lens for different positions of an object have? Construct the images for the object positions listed in the table and complete the table.

RbhhgvEGRnC1z
Ilustracja interaktywna przedstawia przykład obiektu umieszczonego w odległości 1,5 długości ogniskowej od środka optycznego soczewki. Obiekt narysowany jako strzałka skierowana pionowo do góry, oznaczony numerem 1. Odległość f między ogniskiem a środkiem optycznym soczewki oznaczona numerem 2. Soczewka oznaczona numerem 3. Obraz utworzony przez soczewki skupiające, w zależności od jego położenia na osi optycznej, może być rzeczywisty lub pozorny, pomniejszony, powiększony lub taki sam jak obiekt, odwrócony lub prosty. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. object {audio}, 2. focal length {audio}, 3. converging lens {audio}.
Example of an object placed 1,5 focal lengths away from an optical centre of a converging lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.

Position of object x

Size

Orientation

Type

Position of image y

x > 2f

x = 2f

2f > x > f

x = f

x < f

Remember
RWhvLYXxsLsar1
nagranie abstraktu
  • The image formed by a convex lens, depending on its position on the optical axis can be real or virtual, reduced, enlarged or the same in size as the object, inverted or upright.

Exercises

RrIRC9bePvqkr
Exercise 2
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. A converging lens is also known as a convex lens. , 2. The distance between both focal points is called the focal length. , 3. All rays that are parallel to the optical axis in a converging lens converge towards the focal point. , 4. A converging lens forms a virtual image when the object is within the focus length. , 5. If the object is at a distance greater than the focus length, the image is real and inverted.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 3

Construct an image formed by a convex lens knowing that an object size is 1cm and it is placed 3 cm away from a convex lens. The focal length of the lens is 2 cm.

Exercise 4

Describe in English what the characteristics of images formed by a converging lens are.

R5ucMNsv91Jnx
Exercise 5
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. obraz odwrócony - inverted image, 2. obraz rzeczywisty - real image, 3. obraz pomniejszony - reduced image, 4. załamanie - refraction, 5. obraz pozorny - upright image, 6. obraz prosty - virtual image
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RmEYK4FAbZMea1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.

Glossary

converging lens
converging lens

soczewka skupiająca

R1Uggcs3X8fpY1
wymowa w języku angielskim: converging lens
enlarged image
enlarged image

obraz powiększony

R1KT8dKiyoEkn1
wymowa w języku angielskim: enlarged image
inverted image
inverted image

obraz odwrócony

R2mMUg0NXQH0Z1
wymowa w języku angielskim: inverted image
parallel
parallel

równoległy

R1U8lrJpk9X3b1
wymowa w języku angielskim: parallel
real image
real image

obraz rzeczywisty

RhZsl30egaxYp1
wymowa w języku angielskim: real image
reduced image
reduced image

obraz pomniejszony

R1JlU0VciMFPW1
wymowa w języku angielskim: reduced image
refraction
refraction

załamanie

R1cH4EM3horEA1
wymowa w języku angielskim: refraction
upright image
upright image

obraz prosty

RtFNJyy4GRm4n1
wymowa w języku angielskim: upright image
virtual image
virtual image

obraz pozorny

R1CecFe0CFYgL1
wymowa w języku angielskim: virtual image
m02d49541a46fc6ef_1518389034676_0
m02d49541a46fc6ef_1518389038421_0
m02d49541a46fc6ef_1518389041318_0
m02d49541a46fc6ef_1518389044081_0
m02d49541a46fc6ef_1518389046957_0
m02d49541a46fc6ef_1518389050701_0
m02d49541a46fc6ef_1518389053241_0
m02d49541a46fc6ef_1518389055671_0
m02d49541a46fc6ef_1518389058346_0

Keywords

converging lensconverging lensconverging lens

inverted imageinverted imageinverted image

real imagereal imagereal image - obraz, który powstaje po przeciwnej stronie soczewki w stosunku do pozycji przedmiotu

upright imageupright imageupright image

virtual imagevirtual imagevirtual image - obraz, który powstaje po tej samej stronie soczewki, po której znajduje się przedmiot