Lenti convergenti — Fisica, 14–17 anni
Una lente convergente devia i raggi di luce paralleli facendoli avvicinare. La sua distanza focale e quella dell’oggetto determinano dove si forma l’immagine e se è più grande, più piccola, diritta o capovolta.
Avvicinare i raggi
Una lente convergente è più spessa al centro che ai bordi. La rifrazione sulle sue due superfici curve devia i raggi paralleli verso una regione comune chiamata fuoco. La distanza tra la lente e quel fuoco è la distanza focale, una misura di quanto la lente piega la luce.
Perché prevedere l’immagine?
Uno strumento ottico è utile solo se la sua immagine compare nel posto giusto e con la dimensione desiderata. I primi costruttori di lenti avevano bisogno di qualcosa di più dei tentativi per realizzare occhiali, telescopi e fotocamere. Le equazioni delle lenti trasformano forma e distanze in una previsione dell’immagine.
Calcolare la distanza dell’immagine
Una lente convergente ha distanza focale f = 10 cm e un oggetto si trova a 30 cm, quindi u = 30 cm. Usa 1/f = 1/u + 1/v: 1/10 = 1/30 + 1/v. Dunque 1/v = 1/10 − 1/30 = 1/15 e v = 15 cm. L’immagine è reale e capovolta, con ingrandimento 15/30 = 0,5.
La trappola dell’orientamento
È facile pensare che una lente produca sempre un’immagine diritta e ingrandita, perché è ciò che può fare una lente d’ingrandimento. In realtà, una lente convergente produce immagini diverse secondo la distanza dell’oggetto. Oltre il fuoco può formare un’immagine reale e capovolta; dentro la distanza focale, una virtuale, diritta e ingrandita.
Le lenti intorno a noi
L’obiettivo di una fotocamera forma un’immagine reale su un sensore, dove viene registrata dall’elettronica o dal software. Un proiettore usa una lente per far apparire grande su uno schermo un’immagine piccola e luminosa. Gli occhiali usano lenti scelte per portare l’immagine sulla retina: la fisica è la stessa, anche se cambia lo scopo.
Continua a esplorare
Altre lingue
Caricamento di MyLeoNes™…