Побудова зображень у лінзах

"Сайрес Сміт скористався двома опуклими скельцями від годинників. На­ливши у скельця води, він стулив їх і, зліпивши краї глиною, одержав по-двійноопукле запалювальне скло. Піймавши в його фокусі потік сонячних променів, він спрямував їх на сухий мох... " (Ж. Верн "Таємничий острів").

Лінза — це прозоре тіло, обмежене з двох боків (або з одного боку) ділянками сферичної поверхні. Лінзи бувають: подвійноопуклі, подвійноувігнуті, плоско-опуклі, плоско-увігнуті. Геометричний центр лінзи (її центр тяжіння) називається оптичним центром лінзи О. "Будь-яка пряма, проведена через О, — оптична вісь. Та з оптичних осей, яка проходить через центри обмежуючих лінзу поверхонь — головна. Точка, в якій сходяться падаючі на опуклу лінзу світлові промені, паралельні головній оптичній осі, — головний фокус F. Отже, опуклі лінзи — збиральні. Відстань між Г і О називається фокусною відстанню лінзи і позначається буквою F.

У випадку увігнутої лінзи головний фокус — точка перетину уявних продовжень розсіяних лінзою променів.

Рекомендовані засоби побудови зображень у лінзах:

Від протилежних крайніх точок А і В предмета провести по 2 промені:

а) паралельно головній оптичній осі;

б) через оптичний центр. Перший промінь, заломлюючись, йде через фокус, другий — не змінює напряму. Точка їх перетину — зображення світної точки предмета.

Відстань предмет-лінза позначають d (зручно запам'ятати: у слові "пред­мет" є буква "д"); відстань зображення-лінза позначають .

Якщо предмет далеко від подвійноопуклої лінзи (d > 2F, де 2F — подвійна фокусна відстань), зображення одержується дійсне (з проти­лежного по відношенню до предмета боку лінзи), зменшене і обернене. Змінюючи відстань d по відношенню до відстаней 2F і F, можна варію­вати зображення кількісно і якісно.

1) d>2F; 2) d =2F; 3) 2F> d >F; 4) d = F; 5) d <F.

У випадку (4) зображення не утворюється (промені, що проходять крізь лінзу, паралельні). Зображення може одержуватись: дійсне (випадки 1, 2, 3) або уявне (випадок 5); збільшене (3, 5) або зменшене (1); пряме (5) або обернене (1, 2, 3).

Зображення, що його дає увігнута лінза, завжди: уявне, зменшене, пряме

Подвійноопукла лінза за оптичними властивостями аналогічна двом тригранним призмам, складеним основами, а подвійноувігнута — скла­деним вершинами.

Формула тонкої збиральної лінзи:

(у випадку розсіювальної лінзи F від'ємна).

— оптична сила лінзи.

[D] = дптр (діоптрія) = м^-1.

D_зб>0; D_роз<0.