Lente convergente biconvessa

Scheda rielaborata dal dott. Fabio Panfili.

Lente biconvessa, immagine di Lab2Go

Immagine da https://it.openprof.com/wb/ottica_geometrica_-_lenti?ch=605

Lente biconvessa

Numero di Inventario	845 (?)
Nome dello strumento	Lente biconvessa

Dati scientifici

Epoca	fine ‘800
Costruttore	P. Koristka
Dimensioni (in cm.)	altezza 40 - larghezza lente 11,5 - larghezza base 10
Materiali (legno, metallo, vetro, plastica, gomma, ecc.)	Vetro, metalli vari
Descrizione e funzionamento	La lente è sorretta da una colonnina di metallo telescopica, che poggia su una base, per regolarne l'altezza; la colonnina si dirama in due archi di cerchio che permettono di inclinare la lente. Una lente convergente biconvessa come questo esemplare è formata da un mezzo rifrangente, come ad esempio un vetro con un certo indice di rifrazione, limitato da due superfici di forma di una calotta sferica, aventi i centri di curvatura sullo stesso asse. Secondo alcuni autori fu Keplero nel 1910, mentre si accingeva a sviluppare una teoria semplice delle lenti, ad accorgersi di dover considerare solo ciò che accade alla luce vicino alla parte centrale delle sue lenti, ossia vicina al loro asse ottico. Questo ci porta a definire la lente, oggetto delle nostre considerazioni, come lente “sottile” il cui spessore è piccolo rispetto al diametro della lente. Le due calotte sferiche potrebbero avere due raggi diversi $R_1$ ed $R-2$ o lo stesso raggio. Per usare la costruzione delle immagini secondo la fisica classica è necessario conoscere sia la nomenclatura sia le regole. Nella rappresentazione di una lente sottile l'asse di simmetria viene chiamato asse ottico; il centro ottico O è il punto per il quale tutti i “raggi” che passano per esso corrispondono a coppie di “raggi” incidenti ed emergenti paralleli, come se la lente fosse una lastra; ciò implica nella costruzione che i “raggi” passanti per il centro O non mutano la loro direzione. Inoltre, invece di tracciare la doppia rifrazione, i “raggi” che giungono sul segmento passante per O e perpendicolare all'asse ottico subiscono una sola deviazione. Sull'asse ottico vengono rappresentati anche i due fuochi F, dove convergono i “raggi” paralleli all'asse ottico. E veniamo a descrivere le regole. Le distanze p (o a) dei punti oggetto da O sono positive se si trovano in un dato semispazio e negative in caso contrario. Le distanze q (o b) dei punti immagine da O sono positive se si trovano nel semispazio opposto a quello dei punti oggetto considerati a distanza positiva, sono invece negative se si trovano nello stesso semispazio dei punti oggetto. I raggi di curvatura sono considerati positivi per le superfici diottriche che rivolgono la convessità verso la sorgente, mentre in caso contrario sono negativi. Le dimensioni trasversali dell'oggetto e dell'immagine sono positive se vengono misurate rispettivamente al di sopra e al di sotto dell'asse ottico, negative in caso contrario. L'equazione dei punti coniugati per lenti sottili si può riassumere nella forma seguente: $\frac{1} {p} + \frac{1} {q} = \frac{1} {f} = \frac{1} {f} = (n - 1) (\frac{1} {R_1} + \frac{1} {R_2})$. Dove n è l'indice di rifrazione del vetro rispetto all'aria. Come per gli specchi, anche per le lenti sottili vale la legge sull'ingrandimento lineare: $G =\frac {q} {p}$. Inoltre, esprimendo la distanza focale in metri, si definisce il potere diottrico, la cui unita è la diottria, l'inverso della distanza focale. Infine, senza entrare nei dettagli, elenchiamo le aberrazioni che possono dare sistemi ottici che a) non usano luce monocromatica; b) non sono sistemi di piccola apertura, c) i “raggi” incidenti non hanno una piccola inclinazione rispetto all'asse ottico. Nei casi precedenti si hanno rispettivamente: a) aberrazione cromatica dovuta la variare dell'indice di rifrazione con il colore della luce; b) aberrazione sferica, se il sistema ottico non è di piccola apertura si origina una caustica di rifrazione; c) astigmatismo dovuto all'eccessiva inclinazione dei “raggi” luminosi. Per limitare le aberrazioni si ricorrono ad opportuni sistemi. Abbiamo riportato alcune figure con le costruzioni delle immagini in situazioni significative.

Bibliografia	S. Pugliese Jona Fisica e Laboratorio 2, Loescher, Torino, 1984. A. Caforio - A. Ferilli, Corso di Fisica Sperimentale 2, Le Monnier, Firenze, 1985.
Eventuale iscrizione	Istituto ottico, P. Koristka, Milano
Inventore	-

Dati storici

Data di entrata	1/9/1913
Inventario	Inventario del 31/12/95 (n. 647), Vecchio inventario di fisica (n. 709/1247)
Vecchi numeri di inventario	647,709,1247
Donato - comperato - provenienza	comperato

Dati relativi al restauro

Stato di conservazione	Ottimo
Descrizione interventi effettuati	-
Nome restauratore	-
Osservazioni - Utilizzazione per la didattica	-

Dati relativi alla conservazione

Armadio	1
Ripiano	D
Scheda tecnica del produttore	No
Collocazione	Corridoio della presidenza, primo piano

Sitografia

Link	Descrizione
https://it.openprof.com/wb/ottica_geometrica_-_lenti?ch=605	Costruzione delle immagini
Lente biconvessa	Informazioni generali