6. Linssit taittavat valoa

Johdanto

2013-07-31T14:24:18+03:00

Tarkastelet setelin yksityiskohtia luupin avulla. Kun valonsäteet kulkevat luupin kuperan linssin läpi, ne taittuvat ja kuva suurenee.

50 euron setelin yksityiskohdat tulevat selkeämmin näkyville, kun niitä tarkastellaan suurentavan linssin läpi.

Tiivistelmä - Linssit taittavat valoa

2013-07-31T14:14:50+03:00

Linssit voivat olla koveria tai kuperia. Kupera linssi on keskeltä paksumpi kuin reunoilta. Kovera linssi on keskeltä ohuempi kuin reunoilta. Esimerkiksi silmälaseissa käytetään sekä koveria että kuperia linssejä ja niiden yhdistelmiä.

Ihmisen silmässä on kupera linssi. Jos ihminen ei näe hyvin kauas, hän on likinäköinen. Likinäköisen ihmisen taittovika korjataan koverilla linsseillä. Jos ihminen ei näe lähelle hyvin, hän on kaukonäköinen. Kaukonäköisen ihmisen taittovika korjataan kuperilla linsseillä.

Linssejä käytetään erilaisissa laitteissa. Kotoa löytyviä laitteita, joissa hyödynnetään linssejä on esimerkiksi silmälasit, kamera, kiikari, suurennuslasi ja CD- ja DVD-soitin.

Kupera linssi

2013-07-31T14:15:55+03:00

Kupera linssi kokoaa yhdensuuntaisia valonsäteitä. Kuperan linssin tunnistaa siitä, että se on keskeltä paksumpi kuin reunoilta. Valonsäteet taittuvat siten, että ne kulkevat polttopisteen f kautta. Tilanteessa käytetään mallia, jossa valonsäteet taittuvat linssin keskikohdassa. Todellisuudessa valo taittuisi sekä linssiin tullessa ja että sieltä poistuessa. Malli on kuitenkin riittävä kuvaamaan tilannetta.

Kuperassa linssissä yhdensuuntaiset valonsäteet taittuvat kulkemaan polttopisteen f kautta.

Katsottaessa läpi silmälasien kuperien linssien tietokoneen näytön teksti suurenee.

Kovera linssi

2013-07-31T14:21:49+03:00

Kovera linssi hajottaa valonsäteitä. Valonsäteet taittuvat siten, että niiden säteen jatkeet (katkoviivalla piirretyt säteet) kulkevat valepolttopisteen f kautta. Polttopistettä sanotaan valepolttopisteeksi, koska sen kautta kulkevat säteenjatkeet, jotka eivät ole todellisia säteitä, ja polttopiste sijaitsee linssin edessä.

Koverassa linssissä yhdensuuntaiset valonsäteiden jatkeet (katkoviivalla piirretty osuus) kulkevat valepolttopisteen f kautta. Polttopistettä sanotaan valepolttopisteeksi, koska se sijaitsee linssin edessä ja sen kautta kulkevat säteenjatkeet.

Katsottaessa läpi silmälasien koverien linssien tietokoneen näytön teksti pienenee.

Linssien käyttö

2013-07-29T12:36:01+03:00

Linssejä käytetään monissa optisissa laitteissa, kuten kiikareissa, kameroissa, kaukoputkissa, mikroskoopeissa, silmälaseissa ja suurennuslaseissa. Monissa laitteissa on linssien lisäksi myös peilejä. Näin on esimerkiksi peilikaukoputkessa.

Linssien käyttö

2013-10-21T23:00:36+03:00

: Kameran objektiivit
: Kaukoputket
: Mikroskoopit
: Optiset levyasemat
: Silmälasit

Taittoviat

2013-07-31T14:23:32+03:00

Ihmisen silmässä on kupera linssi. Se muodostaa kuvan verkkokalvolle. Muodostunut kuva on verkkokalvolla väärinpäin, mutta aivot tulkitsevat kuvan oikeinpäin olevaksi.

Kaukonäköisen ihmisen näkövika korjataan kuperilla linsseillä eli pluslinsseillä. Kaukonäköisen ihmisen silmän oma linssi taittaa valoa liian heikosti, joten siksi silmän verkkokalvolle muodostuu epätarkka kuva. Kun kaukonäköinen ihminen käyttää oikeanlaisia silmälaseja, korjaantuu valon taittuminen siten, että silmän verkkokalvolle muodostuu tarkka kuva.

Kaukonäköisen ihmisen silmän oma linssi taittaa valoa heikosti (vasemmanpuoleinen kuva), joten korjaamiseen käytetään kuperia linssejä. Ne voimistavat valon taittumista ja siten verkkokalvolla muodostuu terävä kuva. Taittuneet valonsäteet leikkaavat tarkalleen verkkokalvolla.

Likinäköisen ihmisen näkövika korjataan koverilla linsseillä eli miinuslinsseillä. Likinäköisen ihmisen silmän linssi taittaa valoa liian voimakkaasti, joten siksi silmän verkkokalvolle muodostuu epätarkka kuva. Kun likinäköinen ihminen käyttää oikeanlaisia silmälaseja, korjaantuu valon taittuminen siten, että silmän verkkokalvolle muodostuu tarkka kuva.

Likinäköisen ihmisen silmän oma linssi taittaa valoa liian voimakkaasti (vasemmanpuoleinen kuva), joten korjaamiseen käytetään koveria linssejä. Ne taittavat valoa hajottaen ja siten verkkokalvolla muodostuu terävä kuva. Taittuneet valonsäteet leikkaavat tarkalleen verkkokalvolla.

Ikänäköisen ihmisen silmä ei pysty taittamaan valoa oikein, koska ikääntyneen silmän rakenne estää tarkasti lähelle näkemisen. Ikänäköinen ihminen on siten kaukonäköinen. Näkövika korjataan kuperilla linsseillä. Melko usein tarvitaan myös kaksiteholinssejä, joissa linssistä osa on kuperaa pintaa ja osa koveraa.

Polaroidut linssit ja niiden toiminta

2013-08-22T16:25:37+03:00

Polaroidut linssit vähentävät heijastuksia. Niitä käytetään esimerkiksi aurinkolaseissa. Linssin rakenne on sellainen, että se poistaa osan pinnoilta tulevista heijastuksista.

Vasemmanpuoleisessa kuvassa on vedenpinta katsottuna ilman polaroituja aurinkolaseja ja oikeanpuoleisessa kuvassa aurinkolasien kanssa. Lasit ovat vähentäneet veden pinnasta tulevia heijastuksia, mikä havaitaan siten, että järven pohjassa olevat kivet nähdään paremmin. Esimerkiksi kalastajat käyttävät tällaisia laseja, jotka helpottavat kalojen näkemistä.

Polaroidun linssin toiminta: valkoinen valo on valoa, joka värähtelee joka suuntaan. Heijastumisen jälkeen valo on pinnan suuntaan polaroitunutta eli se värähtelee enää pinnan suuntaisesti. Polaroidun linssin rakenne on “kalterimainen”. Sen läpi pääsee vain “kalterien” suunnassa värähtelevä valo. Koska heijastunut valo värähtelee kohtisuorasti “kaltereihin” nähden, valo ei pääse linssin toiselle puolelle. Näin pinnasta heijastunut valo häviää.

Kuvan muodostuminen kuperassa linssissä

2013-07-31T14:25:07+03:00

Kuvan muodostumista linsseissä voidaan tarkastella geometrisen optiikan avulla kuten peilienkin tapauksessa. Periaatteet ovat samat piirrettävien säteiden osalta. Kuvan muodostuminen tapahtuu kahden valonsäteen tarkastelun avulla, säteet 1 ja 2. Linssien tapauksessa säteet taittuvat kohdatessaan linssin.

Kuperan linssin säde 1 taittuu siten, että se kulkee linssin takana olevan polttopisteen kautta. Säde 2 piirretään kulkemaan linssin ja optisen akselin leikkauspisteen kautta. Todellisuudessa säteelle tapahtuisi kohdassa yhdensuuntaissiirtymä. Tilannetta kuitenkin yksinkertaistetaan siten, että säde jatkaa suoraviivaisesti kulkuaan.

Kuvan muodostuminen kuperassa peilissä. Säteiden piirtojärjestys on ilmoitettu numeroin. Kuva muodostuu kohtaan, jossa taittuneet säteet leikkaavat. Jos esine on polttopisteen ja linssin välissä, säteenjatkeet leikkaavat ja muodostuu valekuva.

Tutustu kuperan linssin muodostamaan kuvaan interaktiivisen työkalun avulla.

⸮⸮??

Kuvan muodostuminen koverassa linssissä

2013-07-31T14:25:42+03:00

Koveran linssin osalta ensimmäisen säteen säteen jatkeen (katkoviivalla piirretty säde) on kuljettava linssin edessä olevan valopolttopisteen f kautta. Pistettä kutsutaan valepolttopisteeksi, koska sijaitsee linssin edessä ja sen kautta kulkevat säteenjatkeet.

Kuvan muodostuminen koverassa linssissä. Säteiden piirtojärjestys on ilmoitettu numeroin. Kuva muodostuu kohtaan, jossa taittuneen säteenjatke ja tuleva valonsäde leikkaavat. Siten kovera linssi muodostaa aina pienennetyn valekuvan.

Tutustu kuvan muodostumiseen koverassa linssissä interaktiivisen työkalun avulla.

Taittovoimakkuus

2013-07-31T14:26:18+03:00

Linssin taittovoimakkuutta kuvataan linssin dioptrialuvulla. Arvo saadaan lasketuksi kaavalla, jossa luku yksi jaetaan linssin polttovälillä metreissä. Esimerkiksi jos linssin polttoväli on 25 cm eli 0,25 m, sen taittovoimakkuudeksi tulee tällöin 1 : 0,25 = 4 dioptria. Jos kyseessä on kupera linssi, taittovoimakkuus ilmoitetaan positiivisena, +4 d. Jos linssit ovat koverat, taittovoimakkuus on -4 d. Etumerkillä osoitetaan, kumpi linssi on kyseessä.

Avainsanat

2013-07-25T11:07:58+03:00

kupera linssi: Kupera linssin on keskeltä paksumpi kuin reunoilta, pluslinssit. Kupera linssi kokoaa yhdensuuntaisia valonsäteitä polttopisteeseen. Voidaan käyttää polttolinssinä.

kovera linssi: Kovera linssi on keskeltä ohuempi kuin reunoilta, miinuslinssit. Kovera linssi hajottaa yhdensuuntaisia valonsäteitä.

likinäköinen: Ihminen, joka näkee lähelle hyvin, muttei kauas. Näkövika korjataan koverilla linsseillä.

kaukonäköinen: Ihminen, joka näkee kauas hyvin. Näkövika korjataan kuperilla linsseillä. Ikänäköinen ihminen on on kaukonäköinen.

polaroidut linssit: Linssit vähentävät rakenteensa vuoksi pinnoista tulevia heijastuksia.

taittovoimakkuus: kuvaa linssin kykyä taittaa valoa

dioptrialuku: taittovoimakkuuden yksikkö, 1 d. Lasketaan polttovälin käänteislukuna (luku 1 jaetaan polttovälillä). Polttoväli ilmoitetaan metreinä.

Navigointi

2013-07-29T12:40:41+03:00

1. Aaltoliike on säännöllistä liikettä
2. Värähtelijä saa aikaan äänen
3. Valo etenee suoraviivaisesti
4. Peilit heijastavat valoa
5. Valon taittuminen
6. Linssit taittavat valoa

7. Universumin mittasuhteita
8. Aurinkokunta
9. Maa ja Kuu
10. Valoilmiöt
11. Radioaktiivisuus ja säteily