A converging lensconverging lensconverging lens is curved outwards on both sides. It is often represented in diagrams by the following symbol.
R3L5cPEgcQ3C7
Soczewka wypukła, podpisana convex lens oraz jej interpretacja graficzna, podpisana symbol, używana w konstrukcjach obrazów wytworzonych przez soczewki - pionowy odcinek z grotami na końcach.
The direction of the light ray passing through the optical centre of a convex lens remains unchanged.
R1bg8MbGXrNCH
Rysunek przedstawia schemat soczewki wypukłej z zaznaczonym środkiem optycznym O, linię przerywaną pionową przechodzącą przez środek soczewki, linię poziomą przechodzącą przez środek soczewki oraz punkty F znajdujące się po dwóch stronach soczewki w tej samej odległości, linię ukośną przechodzącą przez środek soczewki symbolizującą promień. Promień padający na środek optyczny soczewki po załamaniu nie zmienia swojego kierunku.
The direction of the light ray passing through the optical centre of a convex lens
The light ray parallelparallelparallel to the optical axis will pass through the focal point F after refractionrefractionrefraction by the lens.
R1asmA14KdsP2
Rysunek przedstawia schemat soczewki wypukłej z zaznaczonym środkiem optycznym O, linię przerywaną pionową przechodzącą przez środek soczewki, linię poziomą przechodzącą przez środek soczewki oraz punkty F znajdujące się po dwóch stronach soczewki w tej samej odległości, linię poziomą do linii pionowej, od tego miejsca linię ukośną przechodzącą przez punkt F po prawej stronie soczewki, symbolizujące promień. Promień padający na soczewkę równolegle do osi optycznej po załamaniu przechodzi przez ognisko soczewki.
The direction of the light ray parallel to the optical axis before and after refraction by a convex lens
The light ray passing through the focal point F becomes parallelparallelparallel to the optical axis after refractionrefractionrefraction by the lens.
Rz4wcwqrSkfcl
Rysunek przedstawia schemat soczewki wypukłej z zaznaczonym środkiem optycznym O, linię przerywaną pionową przechodzącą przez środek soczewki, linię poziomą przechodzącą przez środek soczewki oraz punkty F znajdujące się po dwóch stronach soczewki w tej samej odległości, linię ukośną skierowaną do góry w prawo przechodzącą przez punkt F po lewej stronie soczewki do linii pionowej, od tego miejsca linia pozioma, symbolizujące promień. Promień przechodzący przez ognisko i padający na soczewkę po załamaniu staje się równoległy do osi optycznej soczewki.
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
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.
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}.
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
Position of object x
Size
Orientation
Type
Position of image y
x > 2f
reduced
inverted
real
f < y < 2f
x = 2f
same size
inverted
real
y = 2f
2f > x > f
enlarged
inverted
real
y > 2f
x = f
no image because the emerging rays are parallel to one another
x < f
enlarged
upright
virtual
the image is formed on the same side as the object
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.
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.
Determine which sentences are true.
A converging lens is also known as a convex lens.
The distance between both focal points is called the focal length.
All rays that are parallel to the optical axis in a converging lens converge towards the focal point.
A converging lens forms a virtual image when the object is within the focus length.
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
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
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
obraz odwrócony - inverted image
obraz rzeczywisty - real image
obraz pomniejszony - reduced image
załamanie - refraction
obraz pozorny - upright image
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.
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.
Match Polish terms with their English equivalents.
inverted image
obraz prosty
virtual image
obraz odwrócony
upright image
soczewka skupiająca
real image
obraz rzeczywisty
converging lens
obraz pozorny
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.