Лінзи » mozok.click
 

mozok.click » Фізика » Лінзи
Інформація про новину
  • Переглядів: 167
  • Автор: admin
  • Дата: 12-02-2018, 22:29
12-02-2018, 22:29

Лінзи

Категорія: Фізика

Лінзи. У 7 класі ми вже ознайомились із лінзами та правилами побудови зображень, які отримують за їх допомогою. Пригадаємо основні поняття.

Лінзою називають прозоре тіло, обмежене з обох боків сферичними поверхнями (одна з поверхонь може бути плоскою).

Внаслідок кривизни поверхонь промені, які проходять крізь лінзу, два рази заломлюються (як і в призмі), змінюючи свій напрям поширення. Якщо товщина лінзи значно менша від радіуса її кривизни, то таку лінзу називають тонкою.

Якщо паралельний пучок променів, пройшовши крізь лінзу, сходиться в одній точці (фокусі), то таку лінзу називають збиральною, якщо ж паралельний пучок променів після проходження крізь лінзу стає розхідним, то таку лінзу називають роз-сіювальною.

На мал. 250 зображено збиральну і розсіюваль-ну лінзи та їх умовне позначення. (Зауважимо, що збиральна лінза є опуклою, а розсіювальна - вгнутою, лише коли показник заломлення речовини лінзи більший за показник заломлення оточуючого середовища.)

Лінза як оптична система має ряд характеристик: фокус, фокальну площину, головну оптичну вісь тощо. Зміст деяких термінів зрозумілий з мал. 251.

Центр лінзи називають оптичним центром (точка О на малюнку).

Головна оптична вісь - пряма, що проходить через центри сферичних поверхонь, які обмежують лінзу, і головні фокуси лінзи. Будь-яку іншу пряму, яка проходить через центр лінзи називають побічною віссю.



Головний фокус лінзи - точка F, в якій після заломлення в збиральній лінзі перетинаються промені, що падають на лінзу паралельно головній оптичній осі (у розсіювальній лінзі у цій точці збираються продовження заломлених променів, які падали на лінзу паралельно головній оптичній осі). У збиральній лінзі фокус буде дійсним, а в розсіювальній - уявним.

Дві площини, які перпендикулярні до головної оптичної осі і проходять через її фокуси, називаються фокальними площинами. Точки перетину побічних осей з цими площинами називаються побічними фокусами. У побічному фокусі перетинаються промені (для розсіювальних лінз - їх продовження) після проходження лінзи, що падають на лінзу паралельно даній побічній осі.

Відстань від фокуса до оптичного центра називають фокусною відстанню лінзи F. Фокусна відстань збиральної лінзи є додатною, а розсіювальної -від’ємною. Величину, обернену до фокусної відстані, називають оптичною

Знак «+* використовується для опуклих поверхонь, знак «-* для вгнутих.

Побудова зображень, одержаних за допомогою лінз. Лінзи як оптичні прилади цінні тим, що за їх допомогою отримують зображення предметів, які можуть світитись самі чи світяться відбитим світлом.

Кожну точку зображення формує величезна кількість променів, що вийшли з відповідної точки предмета. Хід більшості з них побудувати важко, але в цьому і немає потреби. На практиці для побудови зображень, отриманих за допомогою лінз, використовують чотири так званих зручних промені, хід яких відомий без використання закону заломлення.

Хід зручних променів через лінзу такий (мал. 253):

якщо падаючий промінь паралельний головній оптичній осі, заломлений пройде через фокус;


якщо падаючий промінь пройшов через фокус, то заломлений піде паралельно головній оптичній осі;

промінь, який пройшов через оптичний центр, не заломлюючись, іде прямо; якщо падаючий промінь паралельний побічній осі, то заломлений перетнеться з цією віссю в фокальній площині.

Зображення у лінзі може бути прямим чи перевернутим, збільшеним чи зменшеним, дійсним чи уявним.

Якщо d - відстань від предмета до лінзи, f - відстань від лінзи до зображення на екрані, F - фокусна відстань, то розміщення предмета і його зображення можна визначити за формулою тонкої лінзи

Користуючись формулою тонкої лінзи, слід враховувати правило знаків: якщо лінза розсіювальна, то величину F беруть зі знаком «-*; якщо лінза дає уявне зображення, то і / також беруть з «-*; якщо предмет уявний, то і d беруть зі знаком «-*.

Якщо h - висота предмета, а Н - висота зображення, то можна визначити збільшення лінзи


Тип і положення зображення предмета в збиральній лінзі залежать від його відстані d до лінзи. Співвідношення між предметом і його зображенням у збиральній лінзі наведено у таблиці.

Зображення предмета в розсіювальній лінзі за будь-якої відстані d від предмета до лінзи завжди уявне, пряме, зменшене і розміщене між переднім фокусом і лінзою, причому f < d.

Якщо оптична система складається із декількох лінз (їх оптичні сили D,, D2,...,Dn), розміщених близько одна до одної, то виконується така формула:

Якщо ж лінзи розміщені в різних точках простору, то спочатку будують зображення, отримане від першої лінзи. Це зображення слугує предметом для другої лінзи і так далі. Повторюючи цей процес необхідну кількість разів, знаходять потрібне зображення для всієї оптичної системи.

Якщо лінза щільно прилягає до сферичного дзеркала, то D = 2D{+D2, де Dі - оптична сила лінзи, Dz - оптична сила дзеркала.

Дайте відповіді на запитання

1. Що називають лінзою? Яку лінзу називають опуклою, а яку - ввігнутою? Які види лінз існують?

Що таке тонка лінза?

2. Поясніть усі випадки побудови зображень, отриманих за допомогою збиральної лінзи; розсію-вальної лінзи.

3. Що називають оптичною силою лінзи? У якому випадку оптична сила лінзи є додатною, а в якому від'ємною? У яких одиницях виміряють оптичну силу лінзи?

4. В яких умовах двоопукла скляна лінза з показником заломлення п = 1,6 стане розсіювальною?

5. Симетричну лінзу розрізали точно навпіл по площині симетрії. Яку частину початкової оптичної сили матимуть дві утворені лінзи?

6. На мал. 254 зображено хід променя після виходу із збиральної (а) та розсію-вальної (б) лінз. Знайдіть побудовою хід цих променів до лінзи.






^