Оптические системы. Линзы

Оптическая система– совокупность отражающих и преломляющих поверхностей, отделяющих друг от друга оптически однородные среды (сферические и плоские). Оптическая система осуществляет преобразование световых пучков. Если центры всех поверхностей лежат на одной прямой, система называется центрированной, прямая – оптической осью системы. Если система не нарушает гомоцентричности пучков, то изображением точки является точка.

Линза– простейший оптический прибор, изготавливаемый из прозрачного материала, ограниченный двумя преломляющими поверхностями (обычно имеют сферическую форму, реже – цилиндрическую), имеющими общую ось. Линзу называют тонкой, если её толщина мала по сравнению с радиусами кривизны её ограничивающих поверхностей и .

Главная оптическая ось линзы – это прямая, проведенная через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.	C1 C2
Если на собирающую линзу направить пучок лучей, параллельных друг другу и главной оптической оси, то после преломления линзой лучи пересекаются в некоторой точке, находящейся на главной оптической оси и называемой задним фокусом линзы.	F
Если точечный источник света поместить в фокусе собирающей линзы, то за линзой получается пучок лучей, параллельльных друг другу и главной оптической оси линзы. Плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно главной оптической оси, называется главной фокальной плоскостью.	F

Фокусное расстояние линзы определяется по формуле:

, (6.35.14)

где и – абсолютные показатели преломления материала линзы и окружающей среды, и – радиусы кривизны ограничивающих поверхностей линзы. Радиус кривизны поверхности линзы считается положительным, если направление от вершины линзы до центра соответствующей сферической поверхности совпадает с направлением лучей, если не совпадает – отрицательным. Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы Линзы с положительной оптической силой считаются собирающими, с отрицательной – рассеивающими. Формула тонкой линзы:

(6.35.15)

где – расстояние от предмета до линзы, – расстояние от линзы до изображения. Для рассеивающей линзы и считаются отрицательными.