Линзы
|
Прозрачное для света тело, ограниченное выпуклыми или вогнутыми преломляющими поверхностями, называется линзой. Принцип работы линзы объясняется на основе анализа хода лучей в призме и усеченной призме
|
|
Собирающие (положительные) линзы - это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в сходящийся: двояковыпуклые (1), где 0102 — главная оптическая ось, R1R2— радиусы кривизны поверхности, плоско-выпуклые (2),выпукло-вогнутые (3).
|
![Собирающие (положительные) линзы](/public/resize/img/formula/image001_30-160x75.png)
|
Рассеивающие (отрицательные) линзы - это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в расходящийся: вогнуто-выпуклые (4), двояковогнутые(5), плоско-вогнутые (6).
|
![Рассеивающие (отрицательные) линзы](/public/resize/img/formula/image003_28-100x84.png)
|
Линзы, у которых середины толще чем края - собирающие, а у которых толще края — рассеивающие. Эти условия выполняются, если показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза, больше показателя преломления среды, в которой используется линза.
|
|
Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами.
|
![Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами](/public/resize/img/formula/image005_19-100x82.png)
|
Главные фокусы и фокусное расстояние линзы
Точка F на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи, параллельные этой оси, называется главным фокусом.
Плоскость, которая перпендикулярна главной оптической оси линзы, а также проходит через ее главный фокус, называется фокальной
Побочный фокус F' - это точка на фокальной плоскости, в которой собираются лучи, падающие на линзу параллельно побочной оси.
|
![Главные фокусы и фокусное расстояние линзы](/public/img/formula/image008_1.jpg)
|
У собирающей линзы фокусы действительные, у рассеивающей - мнимые.Расстояние между линзой и главным фокусом (OF) - фокусное расстояние.
Его обозначают буквой F. У собирающей линзы считают F>0, у рассеивающей - F<0.
|
![У собирающей линзы фокусы действительные, у рассеивающей - мнимые.](/public/resize/img/formula/image009_23-145x102.png)
|
Оптическая сила линзы: ![Оптическая сила линзы](/public/img/formula/image012_32.gif)
Единица оптической силы линзы в СИ — диоптрия: 1 дптр =1 м-1.
|
![Оптическая сила линзы](/public/img/formula/image014_26.gif)
|
Оптическая сила линзы определяется кривизной ее поверхности, а также показателем преломления ее вещества относительно окружающей среды:
![Оптическая сила линзы](/public/resize/img/formula/image015_20-170x43.png)
где r1 и R2 - радиусы сферических поверхностей линзы; n - относительный показатель преломления.
|
|
Вывод формулы тонкой линзы
|
|
Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково, следует
![Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково](/public/img/formula/image018_22.gif)
откуда ![Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково](/public/img/formula/image020_20.gif)
Разделив последнее равенство на произведение dfF, получим:
, где d — расстояние предмета от линзы; f — расстояние от линзы до изображения, F — фокусное расстояние.
|
![Вывод формулы тонкой линзы](/public/resize/img/formula/image023_7-177x94.png)
![формула тонкой линзы](/public/img/formula/image022_18.gif)
- формула тонкой линзы
|
Оптическая сила линзы равна: ![Оптическая сила линзы равна](/public/img/formula/image027_8.gif)
|
![Оптическая сила линзы равна](/public/img/formula/image027_8.gif)
|
При расчетах числовые значения действительных величин всегда подставляются со знаком "плюс", а мнимых—со знаком "минус".
|
|
Линейное увеличение
|
|
Из подобия заштрихованных треугольников следует: .
|
![Линейное увеличение](/public/img/formula/image029_7.gif)
|
Построение изображения в тонкой линзе.
- Луч, параллельный главной оптической оси, проходит через точку главного фокуса.
- Луч, параллельный побочной оптической оси, проходит через побочный фокус (точку на побочной оптической оси).
- Действительное изображение - пересечение лучей. Мнимое изображение - пересечение продолжений лучей.
|
|