Read Runeberg

Nordisk familjebok · första upplagan

Lins

Ämne: Optik och optiska instrument · Fysik, mekanik och instrument

Nordisk familjebok, 1:a uppl., band 9 (1885), sp. 1437–1441 · visa i originalet · läs på runeberg.org ↗

Lins. 1. Fys., ett stycke glas eller annat genomskinligt ämne, begränsadt af två buktiga eller en buktig och en plan yta. I astronomiska eller optiska instrument begagnas uteslutande sferiska linser, d. v. s. sådana, hvilkas begränsningsytor äro sferiska, af kron- eller flintglas. Deras sferiska ytor sluta i hvar sin eller ock i en gemensam cirkel, hvilken, så framt linsen är riktigt "centrerad", står vinkelrätt mot och har sin medelpunkt på hufvudaxeln, hvarmed förstås den räta linie, som sammanbinder de båda sferiska ytornas medelpunkter, eller, om den ena ytan är plan, den mot detta plan från den andra ytans medelpunkt nedfällda vinkelräta linien. Man skiljer emellan två hufvudslag af sferiska linser, nämligen konvergerande, äfven kallade konvexa l. positiva, hvilka äro tjockare i midten än kring kanten, och divergerande l. konkava l. negativa, som äro tunnast på midten. Till

Fig. 1. Fig. 2. Fig. 3. Fig. 4. Fig. 5. Fig. 6. det förra slaget hora: den bikonvexa (fig. 1), den plankonvexa (fig. 2) och den konkav-konvexa, äfven kallad menisk lins (fig. 3); till det senare slaget räknas den bikonkava (fig. 4), den plankonkava (fig. 5) och konvex-konkava (fig. 6). I hvarje sferisk lins finnes en punkt, den s. k. optiska medelpunkten, hvilken har ett sådant läge på hufvudaxeln, att hvarje ljusstråle, som passerar honom, utgår ur linsen i samma riktning, som han hade vid sitt inträde deri. Hvarje linie, som drages genom denna punkt, kallas axel. Den förnämsta bland axlarna är hufvudaxeln; de öfriga pläga kallas bi-axiar. -- Om strålar, som utgått från en mycket aflägsen lysande punkt, t. ex. en stjerna, en punkt på solen, och derför kunna anses såsom parallella, falla på en konvergerande lins, sammanbrytas de efter sin gång genom linsen till en bestämd punkt på den axel, som är parallel med dem. Infalla strålarna parallelt med hufvudaxeln, träffa de linsens brännpunkt l. focus, hvars afstånd från linsen kallas linsens brännvidd l. fokaldistans. Vrides linsen 180°, så att dess främre och bakre ytor byta plats, kommer brännpunkten på samma ställe i rymden som förut, och brännvidden blir följaktligen oförändrad. Man kan således säga, att en lins har två brännpunkter: en på hvardera sidan om linsen och på samma afstånd från honom. I fig. 7 är m den optiska Fig. 7. medelpunkten, f och f1 de båda brännpunkterna, afståndet mf brännvidden. Utsättes en divergerande lins för parallella strålar, så spridas strålarna, sedan de genomgått linsen, såsom om de kommit från en bestämd punkt på linsens framsida (se fig. 8), hvilken, när de Fig. 8. infallande strålarna äro parallella med hufvudaxeln, kallas linsens brännpunkt (f). Men emedan de utgående strålarna endast skenbart passerat denna punkt, i det de endast skära hvarandra i denna punkt, när de förlängas bakåt, säger man, att den divergerande linsen har en virtuel brännpunkt, till skilnad från brännpunkten på en konvergerande lins, som är reel. Brännvidden mf säges vara negativ hos den divergerande linsen, men positiv hos den konvergerande. Brännvidden hos en lins kan antingen finnas genom beräkning, om man nämligen känner de båda ytornas radier samt brytningsförhållandet för den glassort, hvaraf linsen är gjord, eller ock kan den utrönas på experimentel väg. -- Ligger den lysande punkten på ändligt afstånd från linsen, så uppkommer antingen en reel (fysisk) bild af honom, nämligen då de från honom utgående strålarna efter sin gång genom linsen sammanbrytas till en och samma punkt, bildpunkten, eller ock en virtuel (äfven kallad geometrisk l. matematisk) bild, då strålarna utgå divergerande ur linsen, liksom om de utgått från en punkt framför linsen, den virtuella bildpunkten. Känner man linsens brännvidd, kan man med stor noggranhet beräkna bildpunktens afstånd från linsen, när ljuskällans läge i förhållande till linsen är kändt. Äfven genom följande enkla konstruktion kan bildpunktens läge bestämmas. Från den lysande punkten a (se fig. 9) dragas

Fig. 9.

två strålar, den ena, am, genom linsens optiska medelpunkt, den andra, ac, parallelt med hufvudaxeln. Af det föregående veta vi, att am icke förändrar riktning, utan går obruten genom linsen, samt att ac efter utträdandet ur linsen passerar dess brännpunkt, f. Förlänga vi strålarna am och cf, så träffas de i b, hvilken följaktligen är bildpunkten för a. Är linsen divergerande, så blir konstruktionen olika endast derutinnan (se fig. 10) att strålen ac

Fig. 10.

utgår i riktningen cd, såsom om han kommit från den virtuella brännpunkten f, till följd hvaraf strålarna me och cd icke träffas, sedan de genomgått linsen, men deras förlängningar bakåt skära hvarandra i punkten b, som således är den virtuella bildpunkten. Från hvarje punkt af en sjelflysande kropp eller ett belyst föremål utgå ljusstrålar i alla riktningar. När nu dessa träffa en lins och passera genom honom, uppkommer antingen en reel eller en virtuel bildpunkt af hvarje punkt på föremålet. Dessa bildpunkter falla bredvid hvarandra och bilda en figur, som är likformig med föremålet och som antingen har samma eller motsatt ställning i rymden. Genom linsen afbildas således föremålet, och detta antingen på motsatt sida mot föremålet, i hvilket fall bilden är reel, eller på samma sida om linsen, då bilden är virtuel. Härvid gälla följande regler, som lätt genom konstruktion kunna verifieras: De konvergerande linserna gifva reella, omvända bilder, när föremålet ligger utanför brännpunkten. Dessa bilder äro förstorade, om föremålet ligger innanför dubbla brännvidden, men blifva förminskade, om det ligger längre bort från linsen. Ett föremål, som deremot ligger innanför focus, afbildas virtuelt, upprätt och förstoradt. Af en ljuspunkt i focus till en konvergerande lins erhålles alls ingen bild, emedan strålarna utgå ur linsen parallella. De divergerande linserna gifva alltid virtuella, upprätta och förminskade bilder af föremålen, hvar dessa än må placeras framför linsen. Emellan linser och speglar råder en fullkomlig analogi, på sådant sätt att en konvergerande lins gifver samma slags bilder som en konkav spegel och en divergerande lins som en konvex spegel (se Spegel). Såväl reella som virtuella bilder kunna ses, om ögat placeras bakom linsen i det utkommande strålknippets riktning; men de reella bilderna kunna derjämte uppfångas på papper, mattslipade glasskifvor o. dyl., om dessa placeras på det ställe i rymden, der bilderna ligga, och de kunna då ses ifrån alla håll. -- För att en lins skall kunna fullständigt afbilda föremålen med deras riktiga former och färger, fordras, att alla strålar, som utgått från en och samma punkt på föremålet och passerat linsen, skola fysiskt eller virtuelt skära hvarandra i en och samma punkt samt vidare att linsens brännpunkt är densamma för alla ljussorter (enkla färger). Intetdera af dessa antaganden är emellertid strängt uppfyldt hos någon sferisk lins. De häraf uppkommande afvikelserna benämnas sferisk och kromatisk aberration (se Aberration 2 o. 3). -- Ofta sammansättas flere linser till ett linssystem. Äfven för ett sådant kan bildens plats, storlek och ställning bestämmas genom konstruktion eller kalkyl. -- Linsen utgör den förnämsta beståndsdelen i en mängd fysikaliska och astronomiska instrument, t. ex. camera obscura, astronomiska tuben, mikroskopet, laterna magica, samt har äfven funnit användning i det praktiska lifvet såsom brännglas, glasögon, förstoringsglas, teaterkikare, Fresnels linsapparat för fyrar (se Linsfyrapparat). -- 2. Fysiol. I menniskans och de högre djurens ögon finnes en kropp, som alldeles liknar en vanlig bikonvex lins, hvars bakre yta dock är mera konvex än den främre. Den är i friska tillståndet och intill de senare åren alldeles genomskinlig och kallas derför äfven kristall-linsen. Den är innesluten i en särskild, likaledes fullständigt genomskinlig hinna, linskapseln. Denna är ytterligt tunn och strukturlös. Endast på insidan af främre väggen finnes ett lager af epitelieceller. Linsen sjelf har hos fullvuxna i medeltal 9 mm. vidd i sin längdaxel och 5 mm. i sin tvärdiameter. Den består af koncentriskt anordnade lager af fibrer eller trådar, inkilade i hvarandra, men med benägenhet för bildning af triangulära sektorer. Linsen befinner sig tätt bakom iris. På sin framsida har den bakre ögonkammaren och den s. k. vattenvätskan. Med sin bakre yta ligger den i glaskroppen och i en grop deri. Den är fäst med en särskild hinna (zonula Zinnii) vid ciliarkroppen. Linsen har två vigtiga funktioner i ögat. Först är den det förnämsta ljusbrytande mediet. Jämte hornhinnan och ögats vätskor, men långt mera än dessa, tjenar den att bryta de från fjärran kommande ljusvågor, som träffa ögat, så att de kunna förenas i en punkt på ögats näthinna och derigenom möjliggöra ett tydligt seende. Men derjämte kan linsen förändra sin gestalt, öka sin konvexitet, och derigenom göra möjligt för ljusvågor, som komma från olika afstånd, att ändock förena sig på näthinnan. Linsen är således organet för ögats ackommodation (se Ackommodation 2). Med åren blir linsen allt mindre genomskinlig, synnerligast dess kärna, och synen följaktligen mera bristfällig. Verkliga fördunklingar i densamma utgöra grå starr eller katarakt. Detsamma inträffar, om linsen af någon orsak såras (traumatisk katarakt). Det är icke fullt afgjordt huruvida linsen kan i oskadadt tillstånd blifva säte för inflammation, om en s. k. lentitis verkligen finnes. -- 3. Bot., farmak., benämning på de bikonvexa, linsformiga fröna af Ervum Lens L. Se Ervum. 1. R. R. 2. Rsr.