Линзы. Правила построения изображений, даваемых линзой

Обычная капелька воды, размером чуть больше миллиметра, - это короткофокусная линза с очень гладкой поверхностью и почти сферической формой.

Линза – это прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Виды линз

Собирающие (линзы, которые преобразуют пучок  параллельных лучей в сходящийся и собирают его в одну точку)

Рассеивающие (линзы, которые преобразуют пучок  параллельных лучей в расходящийся)

Основные элементы линз:

Главная оптическая ось (АВ) – прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы.

Оптический центр линзы (О) – точка пересечения главной оптической оси с линзой.

Побочная оптическая ось – любая прямая, проходящая через оптический центр.

Фокус – точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.

Фокусное расстояние – расстояние от линзы до ее фокуса.

Оптическая сила линзы – величина, обратная ее фокусному расстоянию

Фокальная плоскость – плоскость, проведенная через фокус, перпендикулярно главной оптической оси.

Линзы. Правила построения изображений, даваемых линзой.

Что же такое «линза» и какой она может быть?

Обычная капелька воды, размером чуть больше миллиметра, - это короткофокусная линза с очень гладкой поверхностью и почти сферической формой.

ЛИНЗА

– это прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями

Виды линз

• Собирающие (линзы, которые преобразуют пучок параллельных лучей в сходящийся и собирают его в одну точку)
• 1 – двояковыпуклая
• 2 – плосковыпуклая
• 3 - вогнуто-выпуклая

• Рассеивающие (линзы, которые преобразуют пучок параллельных лучей в расходящийся)
• 1 – двояковогнутая
• 2 – плосковогнутая
• 3 - выпукло-вогнутая

1 2 3

1 2 3

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛИНЗЫ

Основные элементы рассмотрим на примере собирающей линзы (у рассеивающей линзы все аналогично)

• Главная оптическая ось (АВ) – прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы.
• Оптический центр линзы (О) – точка пересечения главной оптической оси с линзой.
• Побочная оптическая ось – любая прямая, проходящая через оптический центр.
• Фокус – точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
• Фокусное расстояние – расстояние от линзы до ее фокуса.
• Оптическая сила линзы – величина, обратная ее фокусному расстоянию:
• Фокальная плоскость – плоскость, проведенная через фокус, перпендикулярно главной оптической оси.

B

A

О

F

F

Построение изображений в линзах Для построения изображений обычно используются следующие лучи, ход которых после прохождения через линзу известен:

• Луч, проходящий через оптический центр линзы (не преломляется)
• Луч, параллельный главной оптической оси (проходит через фокус)
• Луч, параллельный побочной оптической оси (пересекается с ней в фокальной плоскости)

• Луч, проходящий через оптический центр линзы (не преломляется)
• Луч, параллельный главной оптической оси (проходит через фокус)
• Луч, параллельный побочной оптической оси (пересекается с ней в фокальной плоскости)

Рассеивающая линза

Собирающая линза

• Строим луч, проходящий через оптический центр линзы
• Строим ход луча, падающего на линзу параллельно главной оптической оси
• Достраиваем полученное изображение точки

• Строим луч, проходящий через оптический центр линзы
• Строим ход луча, падающего на линзу параллельно главной оптической оси
• Достраиваем полученное изображение точки

Построение изображения точки, не лежащей на главной оптической оси

Собирающая линза

Рассеивающая линза

• Строим луч, параллельный главной оптической оси (в данном случае он идет вдоль главной оптической оси)
• Строим произвольный луч, падающий от точки на линзу
• Изображаем побочную оптическую ось, параллельную построенному лучу
• Изображаем фокальную плоскость
• Строим ход преломленного луча, для этого соединяем точку падения произвольного луча на линзу и точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью
• Строим изображение точки

• Строим луч, параллельный главной оптической оси (в данном случае он идет вдоль главной оптической оси)
• Строим произвольный луч, падающий от точки на линзу
• Изображаем побочную оптическую ось, параллельную построенному лучу
• Изображаем фокальную плоскость
• Строим ход преломленного луча, для этого соединяем точку падения произвольного луча на линзу и точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью
• Строим изображение точки

Построение изображения точки, лежащей на главной оптической оси

Типы изображений

Постройте изображение предмета, даваемое собирающей линзой, если …

• предмет находится за двойным фокусным расстоянием линзы;
• предмет находится на двойном фокусном расстоянии;
• предмет находится между точками F и 2F ;
• предмет помещен в фокус линзы;
• предмет находится между линзой и ее фокусом.

Контрольные вопросы

• Ход каких лучей используются при построении изображений, даваемых линзой? Как они себя «ведут» при прохождении через линзу?
• Сколько лучей необходимо построить, чтобы получить изображение точки?
• Какие типы изображений вы знаете?
• Какое изображение называют действительным?
• Какое изображение называют мнимым?

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Постройте изображение предмета, даваемое рассеивающей линзой, если…

• предмет находится за двойным фокусным расстоянием линзы;
• предмет находится на двойном фокусном расстоянии;
• предмет находится между точками F и 2F ;
• предмет помещен в фокус линзы;
• предмет находится между линзой и ее фокусом.