Разлика между реален и въображаем образ. Реално изображение

Нашето зрение разпознава обекти поради факта, че те излъчват светлина (често тя се отразява). Но лъчите от обекта може да срещнат препятствие по пътя си под формата на някаква оптична система. В резултат на това изображението се оказва реално или въображаемо. Какво означават тези имена, как се движат лъчите във всеки случай и как реалното изображение се различава от въображаемото? Това е обсъдено по-долу.

Обща информация

Лъчите от обикновен обект влизат в околното пространство под формата на разминаващ се лъч. Ако вземете точков източник и прекарате светлина от него през пречупваща или отразяваща система, се формира изображение, наречено оптично изображение. Той ще представлява точката, в която лъчите или техните разширения (въображаеми линии с противоположна посока) се събират след преминаване през такава система.

Сравнение

За да разберете разликата между реално изображение и въображаемо, разгледайте две рисунки. Ето и първото:

Тук точковият източник се обозначава с буквата А. Той разпространява разминаващи се лъчи. Определена оптична система (L) е разположена на определено разстояние. Лъчите преминават през тази пречупваща среда, променят посоката си и се втурват към точка А1. Именно това е истинският, тоест образуван от самите лъчи образ на източника А.

Сега вторият случай:

Отново имаме източник на светлина A. Лъчите от него се движат към системата L и също променят посоката си. Едва сега те се разминават. И изображението се формира на мястото, където лъчите биха могли да се пресичат, влизайки обратна страна(т.нар. продължението им е отбелязано с пунктирана линия). Точка A1 е въображаемо изображение, което не е създадено директно от лъчите.

Какви оптични инструменти или предмети ви позволяват да наблюдавате всяка от опциите? В случай на реално изображение, това е, да речем, събирателна леща. И с въображаема - лупа, обикновено гладко огледало.

Каква е разликата между реален и въображаем образ? Факт е, че първият от тях не може да се види просто „във въздуха“. Тук е необходима проекция върху повърхност, разположена в равнината на пресичане на лъчите, преминаващи през оптичната среда, например върху екран или фотоматрица. Виртуално изображениеНе можете да се регистрирате по този начин. Но можете просто да го видите или да го снимате.

Оптичното изображение възпроизвежда контурите и детайлите на този обект под формата на разпределение на осветеността.

На практика те често променят мащаба на изображението на обектите и го проектират върху някаква повърхност.

Свойства

Съответствие с обект се постига, когато всяка негова точка е представена от точка, поне приблизително. В този случай се разграничават два случая: реално изображение и виртуално изображение.

Във всяка реална оптична система неизбежно има аберации, в резултат на което лъчите (или техните продължения) не се събират идеално в една точка и освен това не се събират възможно най-близо точно там, където трябва. Изображението се оказва малко размазано и геометрично не е напълно подобно на обекта; Възможни са и други дефекти.

Сноп от лъчи, който се отклонява или се събира в една точка, се нарича хомоцентричен. Съответства на сферична светлинна вълна. Задачата на повечето оптични системи е да преобразуват разминаващите се хомоцентрични лъчи в хомоцентрични, като по този начин създават въображаемо или реално изображение, най-често в различен мащаб по отношение на обекта.

Стигматично изображение (от старогръцки. στίγμα - убождане, белег) - оптично изображение, всяка точка от което съответства на една точка от обекта, изобразен от оптичната система.

Стигматичното изображение не е задължително геометрично подобно на изобразения обект, но ако е подобно, такова изображение се нарича идеално. Това е възможно само при условие, че всички аберации отсъстват или са елиминирани в оптичната система и че е възможно да се пренебрегнат вълновите свойства на светлината. Оптична система, която създава перфектно изображение, се нарича идеална оптична система. Центрираните системи, при които изображението се получава с помощта на монохроматични и параксиални светлинни лъчи, могат приблизително да се считат за идеални.

Въпреки че човешкото око възприема реални и въображаеми изображения по един и същи начин, когато се формира реално изображение, пресичането на лъчите е реално и тези реални лъчи могат да действат например върху фотографски филм, причинявайки химически трансформации в него или да бъдат записана от фотоклетка.

Виртуално изображение

Оптично изображение- картината, получена в резултат на преминаване оптична системасветлинни лъчи, разпространяващи се от обект и възпроизвеждащи неговите контури и детайли.

На практика те често променят мащаба на изображението на обектите и го проектират върху някаква повърхност.

Съответствие с обект се постига, когато всяка негова точка е представена от точка, поне приблизително. В този случай се разграничават два случая: реално изображение и виртуално изображение.

• Реално изображениесе създава, когато след всички отражения и пречупвания лъчите, излизащи от една точка на обект, се събират в една точка.

Действителното изображение не може да се види директно, но проекцията му може да се види просто чрез поставяне на дифузионен екран. Реалното се създава от такива оптични системи като обектив(Например, филмов проекторили камера) или един положителен обектив.

• Виртуално изображение- нещо, което се вижда с око. В този случай всяка точка от обекта съответства на сноп от лъчи, излизащи от оптичната система, които, ако се удължат обратно в прави линии, биха се събрали в една точка; изглежда, че лъчът излиза оттам. Виртуалното изображение се създава от такива оптични системи като бинокъл , микроскоп, негативна или позитивна леща ( лупа), както и плоско огледало.

Всяка реална оптична система неизбежно съдържа аберации, в резултат на което лъчите (или техните продължения) не се събират перфектно в една точка, а освен това не се събират възможно най-близо точно там, където е необходимо. Изображението се оказва малко размазано и геометрично не е напълно подобно на обекта; Възможни са и други дефекти.

Сноп от лъчи, който се отклонява или се събира в една точка, се нарича хомоцентричен. Съответства на сферична светлинна вълна. Задачата на повечето оптични системи е да преобразуват разминаващите се хомоцентрични лъчи в хомоцентрични, като по този начин създават въображаемо или реално изображение, най-често в различен мащаб по отношение на обекта.

Стигматично изображение (от старогръцки στίγμα - убождане, белег) - оптично изображение, всяка точка от което съответства на една точка от обекта, изобразен от оптичната система.

Стигматичното изображение не е задължително геометрично подобно на изобразения обект, но ако е подобно, такова изображение се нарича идеално. Това е възможно само ако оптичната система липсва или е напълно елиминирана аберации, и какво може да се пренебрегне вълнови свойства на светлината. Оптична система, която създава перфектно изображение, се нарича идеална оптична система. Центрираните системи, при които изображението се получава с помощта на монохроматични и параксиални светлинни лъчи, могат приблизително да се считат за идеални.

Бележки

Литература

• Физическа енциклопедия, том II. М., „Съветска енциклопедия“, 1990 г. (Статия „Оптичен образ.“)
• Яворски Б. М., Детлаф А. А.Наръчник по физика. - М .: „Наука“, Изд. фирма „Физ.-мат. лит.”, 1996 г.
• Сивухин Д.В. Общ курсфизика. Оптика. М., "Наука", 1985 г.
• Волосов Д.С.Фотографска оптика. М., „Искусство“, 1971 г.

Вижте също

Фондация Уикимедия.

• 2010 г.
• Въображаема единица

Въображаема защита

Вижте какво е „виртуално изображение“ в други речници: VIMARY ИЗОБРАЖЕНИЕ - (виж ОПТИЧНО ИЗОБРАЖЕНИЕ). Физически енциклопедичен речник. М.: Съветска енциклопедия.Главен редактор А. М. Прохоров. 1983. VIMARY IMAGE...

Вижте какво е „виртуално изображение“ в други речници: Физическа енциклопедия

Вижте какво е „виртуално изображение“ в други речници:Голям енциклопедичен речник - см …

Голяма политехническа енциклопедия- виж Оптично изображение. * * * VIMARY IMAGE VIMARY IMAGE, вижте Оптично изображение (вижте ОПТИЧНО ИЗОБРАЖЕНИЕ) ... Енциклопедичен речник

Голяма политехническа енциклопедия- menamasis vaizdas statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. видимо изображение; виртуално изображение vok. scheinbares Bild, n; virtuelles Bild, n рус. виртуално изображение, n пранц. Виртуално изображение, f … Физико терминологичност

Виртуално изображение- обект (възприеман от окото като обект) се образува от пресечните точки на геометрични разширения на светлинни лъчи, преминаващи през оптична система, в посоки, противоположни на действителния ход на тези лъчи. Вижте изображението за подробности...... Велика съветска енциклопедия

Вижте какво е „виртуално изображение“ в други речници:- виж оптично изображение...

ИМИДЖ ОПТИЧЕН- ОПТИЧНО ИЗОБРАЖЕНИЕ, изображение на обект с помощта на оптично устройство. Действителното изображение се формира от набор от точки, през които преминават светлинни лъчи оптичен инструмент. Чрез точките, образуващи виртуален образ... ... Научно-технически енциклопедичен речник

ИМИДЖ ОПТИЧЕН- изображение на предмет, получено в резултат на оптично действие. системи за светлинни лъчи, излъчени или отразени от обект. Актьорство възпроизвежда контурите и детайлите на обект с определени изкривявания (аберации на оптичните системи). Има валидни И…… Естествена наука. Енциклопедичен речник

Оптично изображение- Оптично изображение - картина, получена в резултат на преминаването на светлинни лъчи, разпространяващи се от обект през оптична система, и възпроизвеждаща неговите контури и детайли. На практика те често променят мащаба на изображенията на обекти и... ... Wikipedia

Нека се съгласим, че разстоянието fот изображението към лещата ще вземем със знак “плюс”, ако изображението е реално, и със знак “минус”, ако изображението е имагинерно (тъй като реалното изображение се намира ЗАД лещата, а имагинерното е ВЪТ ПРЕД него).

В нашия случай изображението е просто въображаемо, така че стойността fотрицателен и ОВ 1 = |е|.

Сега разгледайте подобни триъгълници:

г OAV∾ D ОА 1 IN 1 Þ

(1)

г А 1 IN 1 Е 2 ∾ D COF 2 Þ

Като се има предвид това OS = AB, ОТ 2 = ЕИ Б 1 Е 2 = |f| + Е, последното равенство може да бъде пренаписано като

.

Разделете лявата и дясната страна на равенството на | f|, получаваме

. (3)

Тъй като f< 0, то | f | = –f, тогава равенството (3) ще приеме формата

Както виждаме, като вземем предвид факта, че f< 0, формула на лещатаза случая на виртуално изображение има същата форма, както и за случая на реално изображение (виж формула (8.3)).

Задача 8.5.Изображението на обект в събирателна леща е на разстояние 6 cm пред равнината на лещата, а самият обект е на разстояние 5 cm пред равнината на лещата. Дефинирайте фокусно разстояниелещи. Стойностите се считат за точни.

Решение. Тъй като и обектът, и изображението са от една и съща страна на лещата, това означава, че изображението е виртуално (виж Фиг. 8.13). Тогава d= 5 см, а f= –6 cm Нека използваме формулата на лещата:

отговор: Е= 30 см.

СПРИ! Решете сами: A9, A10, B6, B10, C6.

Въображаем източник.Да разгледаме следната ситуация: събиращ се сноп лъчи пада върху събирателна леща (фиг. 8.14).

Този лъч би се събрал в една точка, ако на пътя му нямаше леща. В този случай пресечната точка продължения на лъчи, падане върху обектива - точка С- викат те въображаем източник .

Нека изведем формулата на лещата за този случай. Нека се съгласим, че стойността d– разстоянието от източника до лещата се приема със знак „плюс“, ако източникът е реален, и със знак „минус“, ако източникът е въображаем (тъй като истинският източник е винаги пред лещата, а имагинерен стои зад него).

В нашия случай d < 0 (рис. 8.14, А), и точката Сразположен на разстояние | d| от равнината на лещата. Имайте предвид, че стойността f> 0, тъй като изображението е реално: след пречупване в лещата лъчите се пресичат в една точка С 1, като по този начин се формира реален образ на въображаемия източник.

За да изведем формулата на лещата за този случай, ще използваме принципа на обратимостта на светлинните лъчи, тоест ще изпратим мислено лъчите в обратна посока. Тогава се оказва, че в точката С 1 има действителен източник на светлина и лъчите, излъчвани от този източник, се пречупват в лещата, така че техните продължения се пресичат в точката С, образувайки виртуално изображение (фиг. 8.14, b). Така стигнахме до случая, който току-що обсъдихме, когато събирателна леща създава виртуално изображение. Формулата на лещата в този случай има формата

Къде d¢ = OS 1 > 0 и f¢ = –OS < 0. Подставляя значения d¢ и f¢в (1), получаваме

. (2)

Сега нека се върнем към нашия проблем с въображаем източник (фиг. 8.14, А). Имаме OS 1 = f > 0, OS = |d| = –d > 0 (d < 0). Подставляя значения OSИ OS 1 във формула (2), получаваме формулата на лещата, която вече ни е позната:

само тук d< 0, а f> 0 и Е > 0.

Задача 8.6.По пътя на събиращия се сноп лъчи има събирателна леща с фокусно разстояние от Е= 7,00 cm В резултат на това лъчите се събраха в точката Ана разстояние f= 5,00 см от лещата. На какво разстояние bот точка Адали лъчите ще се съберат, ако лещата бъде премахната?

От фиг. 8.15 е ясно, че b = |d| – е(стойност d < 0, поскольку источник мнимый). Запишем формулу линзы:

ориз. 8.15

Нека изчислим необходимото разстояние между точките АИ С:

cm.

отговор: cm.

СПРИ! Решете сами: A11, B9.

разсейваща леща

Валиден източник.Нека изградим изображение на обект в разсейваща леща. На фиг. 8.16 AB- това е темата А 1 IN 1 – неговият виртуален образ, OB = d, ОВ 1 = | f| (f < 0, так как изображение мнимое), ОТ 1 = ОТ 2 = |Е| (фокусно разстояние за разсейваща леща Е < 0).

ориз. 8.16

Помислете за подобни триъгълници:

г OAV∾ D ОА 1 IN 1 Þ

(1)

г Е 1 А 1 IN 1 ∾ D Е 1 CO Þ

(2)

Приравнявайки десните части на равенствата (1) и (2), получаваме

Нека разделим двете страни на последното равенство на | f|, получаваме

.

Като се има предвид, че | f | = –fи | Е| = –Е, получаваме формулата за разсейваща леща:

Както виждаме, за разсейваща леща, по отношение на формата на запис, тя не се различава от формулата за събирателна леща (8.3), ако правилно вземем предвид знаците d, fИ Е. Още веднъж да припомним, че в в този случай:

d> 0, тъй като източникът е валиден,

f < 0, так как изображение мнимое,

Е < 0, так как линза рассеивающая.

Задача 8.7.Виртуално изображение на светеща точка в разсейваща леща с оптична мощност г= –5 диоптъра е два пъти по-близо до лещата, отколкото самата точка. Намерете позицията на светещата точка, ако тя лежи на главната оптична ос.

Нека изразим от това уравнение d, като се има предвид, че според условията на задачата | е | = d/2:

отговор:

СПРИ! Решете сами: A12, A13, B11.

Въображаем източник.Нека изведем формулата на лещата за случая, когато събиращ се лъч от лъчи пада върху разсейваща се леща (фиг. 8.17).

Имаме ситуация, която вече ни е позната: разсейваща леща дава виртуално изображение в точка С¢ на разстояние | f¢| = | d| от равнината на лещата. Трябва да намерите разстоянието d¢ от обектив към източник. Нека използваме формулата на разсейващата леща:

Къде f¢ < 0 и Е < 0. Из формулы (1) определим d¢:

От формула (2) следва, че ако , то d¢ > 0, което означава, че източникът е валиден (фиг. 8.19, А), и ако , тогава d¢ < 0, значит, источник мнимый. То есть на линзу падает сходящийся пучок лучей (рис. 8.19, b).