Оптична сила на лещата. Кой обектив е по-силен? Лещи

Лещите са тела, които са прозрачни за дадено лъчение и са ограничени от две повърхности с различна форма (сферична, цилиндрична и др.). Образуването на сферични лещи е показано на фиг. IV.39. Една от повърхностите, ограничаващи лещата, може да бъде сфера с безкрайно голям радиус, т.е. равнина.

Оста, минаваща през центровете на повърхностите, образуващи лещата, се нарича оптична ос; За плоско-изпъкнали и плоско-вдлъбнати лещи оптичната ос се прекарва през центъра на сферата перпендикулярно на равнината.

Лещата се нарича тънка, ако нейната дебелина е значително по-малка от радиусите на кривината на формиращите повърхности. В тънка леща отместването a на лъчите, преминаващи през централната част, може да се пренебрегне (фиг. IV.40). Лещата е събирателна, ако пречупва преминаващите през нея лъчи към оптичната ос, и разсейваща, ако отклонява лъчите от оптичната ос.

ФОРМУЛА НА ЛЕЩАТА

Нека първо разгледаме пречупването на лъчите върху една сферична повърхност на лещата. Нека обозначим точките на пресичане на оптичната ос с разглежданата повърхност през O, с падащия лъч - през и с пречупения лъч (или неговото продължение) - през точката е центърът на сферичната повърхност (фиг. IV .41); означаваме разстоянието с радиуса на кривината на повърхността). В зависимост от ъгъла на падане на лъчите върху сферичната повърхност е възможно различно разположение на точките спрямо точка О. На фиг. IV.41 показва пътя на лъчите, падащи върху изпъкнала повърхност под различни ъгли на падане и при условие, че където е индексът на пречупване на средата, от която идва падащият лъч, и индексът на пречупване на средата, в която преминава пречупеният лъч . Да приемем, че падащият лъч е параксиален, т.е.

прави много малък ъгъл с оптичната ос, тогава ъглите също са малки и могат да се считат:

Въз основа на закона за пречупване при малки ъгли a и y

От фиг. IV.41 и следва:

Замествайки тези изрази във формула (1.34), получаваме след редукция до формулата за пречупваща сферична повърхност:

Като знаете разстоянието от „обекта“ до пречупващата повърхност, можете да използвате тази формула, за да изчислите разстоянието от повърхността до „изображението“

Обърнете внимание, че при извеждането на формула (1.35) стойността беше намалена; това означава, че всички параксиални лъчи, излъчвани от точка, без значение какъв ъгъл правят с оптичната ос, ще се събират в точката

Извършвайки подобни разсъждения за други ъгли на падане (фиг. IV.41, b, c), получаваме съответно:

Оттук получаваме правилото на знаците (приемайки, че разстоянието винаги е положително): ако точката или лежи от същата страна на пречупващата повърхност, върху която се намира точката, тогава разстоянията

и трябва да се приема със знак минус; ако точката или се намира от другата страна на повърхността по отношение на точката, тогава разстоянията трябва да се вземат със знак плюс. Същото правило за знаци ще се получи, ако разгледаме пречупването на лъчите през вдлъбната сферична повърхност. За тази цел можете да използвате същите чертежи, показани на фиг. IV.41, ако се обърне само посоката на лъчите и се променят обозначенията за показателите на пречупване.

Лещите имат две пречупващи повърхности, чиито радиуси на кривина могат да бъдат еднакви или различни. Помислете за двойно изпъкнала леща; за лъч, преминаващ през такава леща, първата (входна) повърхност е изпъкнала, а втората (изходна) е вдлъбната. Формулата за изчисление от данните може да се получи, ако използваме формули (1.35) за входната и (1.36) за изходната повърхност (с обратен път на лъчите, тъй като лъчът преминава от среда в среда

Тъй като „изображението“ от първата повърхност е „обектът“ за втората повърхност, то от формула (1.37) получаваме, замествайки с с

От тази връзка е ясно, че стойността е постоянна, т.е. взаимосвързана. Нека обозначим мястото, където фокусното разстояние на лещата се нарича оптична сила на лещата и се измерва в диоптри). следователно

Ако изчислението се извърши за двойновдлъбната леща, получаваме

Сравнявайки резултатите, можем да стигнем до извода, че за да се изчисли оптичната мощност на леща с всякаква форма, трябва да се използва една формула (1.38) в съответствие с правилото за знака: радиусите на кривината на изпъкналите повърхности трябва да бъдат въведени с знак плюс, вдлъбнати повърхности със знак минус. Отрицателната оптична мощност, т.е. отрицателното фокусно разстояние означава, че разстоянието има знак минус, т.е. „изображението“ е от същата страна, където се намира „обектът“. В този случай „образът“ е въображаем. Лещите с положителна оптична сила са събирателни и дават реални изображения, а на разстояние придобиват знак минус и изображението се оказва виртуално. Лещите с отрицателна оптична мощност са дивергентни и винаги дават виртуално изображение; за тях и за никакви числени стойности е невъзможно да се получи положително разстояние

Формула (1.38) е получена при условие, че една и съща среда е разположена от двете страни на лещата. Ако показателите на пречупване на средата, граничеща с повърхностите на лещата, са различни (например в лещата на окото), тогава фокусните разстояния отдясно и отляво на лещата не са равни и

където е фокусното разстояние от страната, където се намира обектът.

Обърнете внимание, че според формула (1.38) оптичната сила на лещата се определя не само от нейната форма, но и от връзката между показателите на пречупване на материала на лещата и околната среда. Например двойноизпъкнала леща в среда с висок индекс на пречупване има отрицателна оптична сила, т.е. тя е разсейваща леща.

Напротив, двойновдлъбната леща в същата среда има положителна оптична сила, т.е. тя е събирателна леща.

Помислете за система от две лещи (фиг. IV.42, а); Да приемем, че точковият обект е във фокуса на първата леща. Лъчът, излизащ от първата леща, ще бъде успореден на оптичната ос и следователно ще премине през фокуса на втората леща. Разглеждайки тази система като една тънка леща, можем да напишем Оттогава

Този резултат е верен и за по-сложна система от тънки лещи (ако само самата система може да се счита за „тънка“): оптичната сила на система от тънки лещи е равна на сумата от оптичните мощности на нейните съставни части:

(за разсейващите лещи оптичната сила е с отрицателен знак). Например, плоска паралелна плоча, съставена от две тънки лещи (фиг. IV.42, б), може да бъде събирателна (ако) или разсейваща (ако) леща , За две тънки лещи, разположени на разстояние a една от друга ( Фиг. IV.43), оптичната мощност е функция на a и фокусните разстояния на лещите и

(вдлъбнат или дисипативен). Пътят на лъчите в тези видове лещи е различен, но светлината винаги се пречупва, но за да разгледате тяхната структура и принцип на действие, трябва да се запознаете с едни и същи понятия и за двата вида.

Ако начертаем сферичните повърхности на двете страни на лещата до пълни сфери, тогава правата линия, минаваща през центровете на тези сфери, ще бъде оптичната ос на лещата. Всъщност оптичната ос минава през най-широката точка на изпъкнала леща и най-тясната точка на вдлъбната леща.

Оптична ос, фокус на лещата, фокусно разстояние

На тази ос има точка, където се събират всички лъчи, преминаващи през събирателната леща. В случай на разсейваща леща можем да начертаем продължения на разминаващите се лъчи и тогава ще получим точка, също разположена на оптичната ос, където всички тези продължения се събират. Тази точка се нарича фокус на лещата.

Събиращата леща има реален фокус и се намира от противоположната страна на падащите лъчи; разсейващата леща има въображаем фокус и се намира от същата страна, от която светлината пада върху лещата.

Точката на оптичната ос точно в средата на лещата се нарича неин оптичен център. А разстоянието от оптичния център до фокусната точка на лещата е фокусното разстояние на лещата.

Фокусното разстояние зависи от степента на кривина на сферичните повърхности на лещата. По-изпъкналите повърхности ще пречупват лъчите по-силно и съответно ще намалят фокусното разстояние. Ако фокусното разстояние е по-късо, тогава обективът ще осигури по-голямо увеличение на изображението.

Оптична сила на лещата: формула, мерна единица

За да се характеризира увеличителната сила на лещата, беше въведена концепцията за „оптична сила“. Оптичната сила на лещата е реципрочната на нейното фокусно разстояние. Оптичната сила на лещата се изразява по формулата:

където D е оптичната сила, F е фокусното разстояние на лещата.

Мерната единица за оптичната сила на лещата е диоптър (1 диоптър). 1 диоптър е оптичната сила на леща с фокусно разстояние 1 метър. Колкото по-късо е фокусното разстояние, толкова по-голяма е оптичната сила, тоест толкова повече обективът увеличава изображението.

Тъй като фокусът на разсейващата леща е въображаем, ние се съгласихме да считаме нейното фокусно разстояние за отрицателна стойност. Съответно неговата оптична сила също е отрицателна стойност. Що се отнася до събирателната леща, нейният фокус е реален, следователно както фокусното разстояние, така и оптичната сила на събирателната леща са положителни величини.

Сега ще говорим за геометрична оптика. В този раздел много време е посветено на такъв обект като леща. В крайна сметка може да бъде различно. В същото време формулата за тънки лещи е една за всички случаи. Просто трябва да знаете как да го приложите правилно.

Видове лещи

Винаги е прозрачно тяло, което има специална форма. Появата на обекта се определя от две сферични повърхности. Една от тях може да бъде заменена с плоска.

Освен това лещата може да има по-дебела среда или ръб. В първия случай той ще се нарече изпъкнал, във втория - вдлъбнат. Освен това, в зависимост от това как се комбинират вдлъбнати, изпъкнали и плоски повърхности, лещите също могат да бъдат различни. А именно: двойно изпъкнали и двойно вдлъбнати, плоско-изпъкнали и плоско-вдлъбнати, изпъкнали-вдлъбнати и вдлъбнато-изпъкнали.

При нормални условия тези обекти се използват във въздуха. Те са направени от вещество, което е по-голямо от въздуха. Следователно изпъкналата леща ще се събира, а вдлъбнатата ще се разсейва.

Основни характеристики

Преди да говорим заформула за тънки лещи, трябва да вземете решение относно основните понятия. Определено трябва да ги познавате. Тъй като те ще бъдат постоянно достъпвани от различни задачи.

Главната оптична ос е права. Тя се прекарва през центровете на двете сферични повърхности и определя мястото, където се намира центърът на лещата. Има и допълнителни оптични оси. Те са начертани през точка, която е центърът на лещата, но не съдържат центрове на сферични повърхности.

Във формулата за тънка леща има величина, която определя нейното фокусно разстояние. Така фокусът е точка на главната оптична ос. В нея се пресичат лъчите, успоредни на посочената ос.

Освен това всяка тънка леща винаги има два фокуса. Те са разположени от двете страни на повърхностите му. И двата фокуса на колектора са валидни. Разпръскващата има въображаеми.

Разстоянието от лещата до фокусната точка е фокусното разстояние (букваЕ) . Освен това стойността му може да бъде положителна (в случай на събиране) или отрицателна (за разсейване).

Друга характеристика, свързана с фокусното разстояние, е оптичната мощност. Прието е да се обозначаваД.Неговата стойност винаги е обратна на фокуса, т.ед= 1/ Е.Оптичната сила се измерва в диоптри (съкратено като диоптри).

Какви други обозначения има във формулата за тънка леща?

В допълнение към вече посоченото фокусно разстояние, ще трябва да знаете няколко разстояния и размери. За всички видове лещи те са еднакви и са представени в таблицата.

Всички посочени разстояния и височини обикновено се измерват в метри.

Във физиката формулата за тънка леща също се свързва с понятието увеличение. Определя се като съотношението на размера на изображението към височината на обекта, тоест H/h. Може да се обозначи с буквата G.

Какво е необходимо за изграждане на изображение в тънка леща

Това е необходимо да се знае, за да се получи формулата за тънка леща, събирателна или разсейваща. Чертежът започва с двете лещи, които имат свое собствено схематично представяне. И двете изглеждат като отсечка. Само събиращите стрели в краищата му са насочени навън, а разпръскващите стрели са насочени навътре към този сегмент.

Сега трябва да начертаете перпендикуляр на този сегмент до средата му. Това ще покаже главната оптична ос. Фокусните точки трябва да бъдат отбелязани върху него от двете страни на обектива на еднакво разстояние.

Обектът, чието изображение трябва да се изгради, се изчертава под формата на стрелка. Показва къде е горната част на обекта. По принцип обектът се поставя успоредно на лещата.

Как да изградим изображение в тънка леща

За да изградите изображение на обект, достатъчно е да намерите точките на краищата на изображението и след това да ги свържете. Всяка от тези две точки може да се получи от пресичането на два лъча. Най-прости за конструиране са два от тях.

Идвайки от определена точка, успоредна на главната оптична ос. След контакт с обектива, той преминава през основния фокус. Ако говорим за събирателна леща, тогава този фокус се намира зад лещата и лъчът преминава през него. Когато се разглежда разсейваща леща, лъчът трябва да бъде насочен така, че продължението му да минава през фокуса пред лещата.

Преминава директно през оптичния център на лещата. Той не променя посоката си след нея.

Има ситуации, когато обектът е разположен перпендикулярно на главната оптична ос и завършва на нея. Тогава е достатъчно да се изгради изображение на точка, която съответства на ръба на стрелката, която не лежи на оста. И след това начертайте перпендикуляр от него към оста. Това ще бъде изображението на обекта.

Пресечната точка на построените точки дава изображение. Тънката събирателна леща създава реално изображение. Тоест, получава се директно в пресечната точка на лъчите. Изключение прави ситуацията, когато между лещата и фокуса е поставен обект (като в лупа), тогава изображението се оказва виртуално. За един разпръснат винаги се оказва имагинерен. В крайна сметка се получава в пресечната точка не на самите лъчи, а на техните продължения.

Действителното изображение обикновено се рисува с плътна линия. Но имагинерното е на точки. Това се дължи на факта, че първият действително присъства там, а вторият е само видим.

Извеждане на формулата за тънка леща

Това може да се направи удобно на базата на чертеж, илюстриращ изграждането на реално изображение в събирателна леща. Обозначението на сегментите е посочено на чертежа.

Клонът на оптиката не случайно се нарича геометричен. Ще са необходими познания от този конкретен раздел на математиката. Първо трябва да разгледате триъгълниците AOB и A 1 ОВ 1 . Те са подобни, защото имат два равни ъгъла (прав и вертикален). От тяхното сходство следва, че модулите на сегментите A 1 IN 1 и AB са свързани като модули на сегменти OB 1 и О.В.

Още два триъгълника се оказват подобни (на базата на същия принцип под два ъгъла):COFи А 1 FB 1 . В тях съотношенията на следните модули отсечки са равни: А 1 IN 1 с CO иFB 1 сНА.Въз основа на конструкцията отсечките AB и CO ще бъдат равни. Следователно левите страни на посочените релационни равенства са еднакви. Следователно тези отдясно са равни. Тоест ОВ 1 / OB е равно наFB 1 / НА.

В посоченото равенство отсечките, обозначени с точки, могат да бъдат заменени със съответните физически понятия. Така че OV 1 е разстоянието от лещата до изображението. OB е разстоянието от обекта до лещата.НА-фокусно разстояние. И сегментътFB 1 е равна на разликата между разстоянието до изображението и фокуса. Следователно може да се пренапише по различен начин:

f/d=( е - е) /ФилиFf = df - dF.

За да се изведе формулата за тънка леща, последното равенство трябва да се раздели наdfF.Тогава се оказва:

1/ d + 1/f = 1/F.

Това е формулата за тънка събирателна леща. Разсейвателят е с отрицателно фокусно разстояние. Това води до промяна на равенството. Вярно е, че е незначително. Просто във формулата за тънка разсейваща леща има минус пред отношението 1/Е.Това е:

1/ d + 1/f = - 1/F.

Проблемът за намиране на увеличението на леща

Състояние.Фокусното разстояние на събирателната леща е 0,26 м. Необходимо е да се изчисли нейното увеличение, ако обектът е на разстояние 30 см.

Решение. Започва с въвеждане на нотация и преобразуване на единици в C. Да, известни сад= 30 cm = 0,3 m иЕ= 0,26 м. Сега трябва да изберете формули, основната е тази, посочена за увеличение, втората е за тънка събирателна леща.

Те трябва да се комбинират по някакъв начин. За да направите това, ще трябва да разгледате чертеж на конструкцията на изображение в събирателна леща. От подобни триъгълници се вижда, че Г = H/h= f/d. Тоест, за да намерите увеличението, ще трябва да изчислите съотношението на разстоянието до изображението към разстоянието до обекта.

Второто е известно. Но разстоянието до изображението трябва да се изведе от формулата, посочена по-рано. Оказва се, че

f= dF/ ( д- Е).

Сега тези две формули трябва да се комбинират.

G =dF/ ( д( д- Е)) = Е/ ( д- Е).

В този момент решаването на проблема с формулата на тънката леща се свежда до елементарни изчисления. Остава да заменим известните количества:

G = 0,26 / (0,3 - 0,26) = 0,26 / 0,04 = 6,5.

Отговор: лещата дава увеличение 6,5 пъти.

Задача, в която трябва да намерите фокус

Състояние.Лампата се намира на метър от събирателната леща. Изображението на неговата спирала се получава на екран, отстоящ от лещата на 25 см. Изчислете фокусното разстояние на посочената леща.

Решение.Следните стойности трябва да бъдат записани в данните:д=1 m иf= 25 см = 0,25 м. Тази информация е достатъчна за изчисляване на фокусното разстояние от формулата за тънка леща.

Така че 1/Е= 1/1 + 1/0,25 = 1 + 4 = 5. Но проблемът изисква намиране на фокуса, а не на оптичната сила. Следователно всичко, което остава, е да разделите 1 на 5 и получавате фокусното разстояние:

F=1/5 = 0, 2 м.

Отговор: фокусното разстояние на събирателна леща е 0,2 m.

Проблемът за намиране на разстоянието до изображение

Състояние. Свещта беше поставена на разстояние 15 cm от събирателната леща. Оптичната му сила е 10 диоптъра. Екранът зад обектива е разположен така, че да създава ясен образ на свещта. Какво е това разстояние?

Решение.Следните данни трябва да бъдат записани в кратък запис:д= 15 см = 0,15 м,д= 10 диоптъра Формулата, получена по-горе, трябва да бъде написана с лека промяна. А именно, от дясната страна на равенството, което поставямедвместо 1/Е.

След няколко трансформации получаваме следната формула за разстоянието от лещата до изображението:

f= д/ ( dD- 1).

Сега трябва да включите всички числа и да преброите. Това води до стойност зае:0,3 м.

Отговор: разстоянието от лещата до екрана е 0,3 m.

Проблем за разстоянието между обект и неговото изображение

Състояние.Предметът и изображението му са на разстояние едно от друго 11 см. Събирателна леща дава увеличение 3 пъти. Намерете фокусното му разстояние.

Решение.Удобно е да обозначите разстоянието между обекта и неговото изображение с букватаЛ= 72 см = 0,72 м. Увеличете G = 3.

Тук има две възможни ситуации. Първото е, че обектът е зад фокуса, тоест изображението е реално. Във втория има обект между фокуса и лещата. Тогава изображението е от същата страна като обекта и е въображаемо.

Нека разгледаме първата ситуация. Обектът и изображението са от противоположните страни на събирателната леща. Тук можете да напишете следната формула:Л= д+ f.Второто уравнение трябва да бъде написано: Г =f/ д.Необходимо е да се реши системата от тези уравнения с две неизвестни. За да направите това, сменетеЛс 0,72 м, а G с 3.

От второто уравнение се оказва, чеf= 3 д.Тогава първото се преобразува по следния начин: 0,72 = 4д.Лесно е да се брои от негоd = 0,18 (m). Сега е лесно да се определиf= 0,54 (m).

Остава само да се използва формулата за тънка леща, за да се изчисли фокусното разстояние.Е= (0,18 * 0,54) / (0,18 + 0,54) = 0,135 (m). Това е отговорът за първия случай.

Във втората ситуация изображението е въображаемо, а формулата заЛще има още един:Л= f- д.Второто уравнение за системата ще бъде същото. Като спорим по подобен начин, получаваме товаd = 0,36 (m), af= 1,08 (m). Подобно изчисление на фокусното разстояние ще даде следния резултат: 0,54 (m).

Отговор: Фокусното разстояние на лещата е 0,135 m или 0,54 m.

Вместо заключение

Пътят на лъчите в тънка леща е важно практическо приложение на геометричната оптика. В края на краищата те се използват в много устройства, от обикновени лупи до прецизни микроскопи и телескопи. Ето защо е необходимо да се знае за тях.

Получената формула за тънка леща позволява решаването на много проблеми. Освен това ви позволява да направите изводи за това какъв вид изображение създават различните видове лещи. В този случай е достатъчно да знаете неговото фокусно разстояние и разстоянието до обекта.

Задача 1. На какво разстояние е фокусът на тънка леща от нейния оптичен център, ако оптичната сила на лещата е 5 диоптъра? На какво разстояние би бил фокусът, ако оптичната мощност беше − 5 диоптъра? − 10 диоптъра? Дадено: Решение: Оптична сила на обектива:

Задача 2. На картинката е изобразен предмет. Конструирайте неговите изображения за събирателна и разсейваща леща. Въз основа на чертежа преценете линейното увеличение на лещата. Решение:

Задача 3. Образът на обект се формира на разстояние 30 cm от лещата. Известно е, че оптичната сила на тази леща е 4 диоптъра. Намерете линейното увеличение. Дадено: SI: Решение: Оптична сила на лещата: Формула на тънка леща: Тогава

Задача 3. Образът на обект се формира на разстояние 30 cm от лещата. Известно е, че оптичната сила на тази леща е 4 диоптъра. Намерете линейното увеличение. Дадено: SI: Решение: Тогава Линейно увеличение:

Задача 4. На разстояние 30 cm от лещата се формира образ на обект, намиращ се на разстояние 40 cm от лещата. Намерете фокусното разстояние на тази леща. Намерете също на какво разстояние трябва да бъде поставен обектът, така че изображението да се появи на разстояние 80 см. Дадено е: SI: Решение: Формула за тънка леща: Отговор:

Задача 5. От тънка събирателна леща се намира обект на разстояние 10 см. Ако се отдалечи от лещата с 5 см, тогава изображението на обекта ще бъде два пъти по-близо до лещата. Намерете оптичната сила на тази леща. Дадено: SI: Решение: Формула за тънка леща: Оптична сила на лещата: Тогава

Основното приложение на законите за пречупване на светлината е в лещи.

Какво е леща?

Самата дума "леща" означава "леща".

Лещата е прозрачно тяло, ограничено от двете страни със сферични повърхности.

Нека да разгледаме как работи една леща на принципа на пречупване на светлината.

Ориз. 1. Двойно изпъкнала леща

Лещата може да се разчупи на няколко отделни части, всяка от които е стъклена призма. Нека си представим горната част на лещата под формата на триъгълна призма: падайки върху нея, светлината се пречупва и се измества към основата. Нека си представим всички следващи части на лещата като трапецовидни, в които преминава и отново излиза светлинен лъч, като се измества по посока (фиг. 1).

Видове лещи(фиг. 2)

Ориз. 2. Видове лещи

Събирателни лещи

1 - двойно изпъкнала леща

2 - плоско-изпъкнала леща

3 - изпъкнало-вдлъбната леща

Разсейващи лещи

4 - двойно вдлъбната леща

5 - плоска вдлъбната леща

6 - изпъкнала-вдлъбната леща

Обозначение на обектива

Тънка леща е леща, чиято дебелина е много по-малка от радиусите, които ограничават нейната повърхност (фиг. 3).

Ориз. 3. Тънка леща

Виждаме, че радиусът на едната сферична повърхност и другата сферична повърхност е по-голям от дебелината на лещата α.

Лещата пречупва светлината по определен начин. Ако лещата е събирателна, тогава лъчите са концентрирани в една точка. Ако лещата е дивергентна, тогава лъчите са разпръснати.

Въведен е специален чертеж за обозначаване на различните лещи (фиг. 4).

Ориз. 4. Схематично представяне на лещи

1 - схематично представяне на събирателна леща

2 - схематично представяне на разсейваща леща

Точки и линии на лещите:

1. Оптичен център на лещата

2. Главна оптична ос на лещата (фиг. 5)

3. Фокусна леща

4. Сила на обектива

Ориз. 5. Главна оптична ос и оптичен център на лещата

Главната оптична ос е въображаема линия, която минава през центъра на лещата и е перпендикулярна на равнината на лещата. Точка O е оптичният център на лещата. Всички лъчи, преминаващи през тази точка, не се пречупват.

Друг важен момент на обектива е фокусът (фиг. 6). Той се намира на главната оптична ос на лещата. Във фокусната точка се пресичат всички лъчи, които попадат върху лещата успоредно на главната оптична ос.

Ориз. 6. Фокусна леща

Всяка леща има две фокусни точки. Ще разгледаме еквифокална леща, тоест когато фокусите са на едно и също разстояние от лещата.

Разстоянието между центъра на лещата и фокуса се нарича фокусно разстояние (сегмент на фигурата). Вторият фокус е разположен от задната страна на обектива.

Следващата характеристика на лещата е оптичната сила на лещата.

Оптичната сила на лещата (означена с ) е способността на лещата да пречупва лъчите. Оптичната сила на лещата е реципрочната на фокусното разстояние:

Фокусното разстояние се измерва в единици дължина.

За единица оптична мощност избраната мерна единица е тази, при която фокусното разстояние е равно на един метър. Тази единица за оптична мощност се нарича диоптър.

За събирателните лещи пред оптичната сила се поставя знак „+“, а ако лещата е разсейваща, пред оптичната сила се поставя знак „-“.

Единицата диоптър се записва, както следва:

Има още една важна концепция за всеки обектив. Това е въображаем трик и истински трик.

Действителният фокус е фокусът, образуван от лъчи, пречупени в лещата.

Въображаем фокус е фокус, който се образува от продължение на лъчи, преминаващи през лещата (фиг. 7).

Въображаемият фокус, като правило, е този на разсейваща леща.

Ориз. 7. Въображаем фокус на обектива

Заключение

В този урок научихте какво е леща и какви видове лещи има. Запознахме се с определението за тънка леща и основните характеристики на лещите и научихме какво е въображаем фокус, реален фокус и каква е разликата между тях.

Библиография

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. /Ред. Орлова V.A., Roizena I.I. Физика 8. - М.: Мнемозина.
2. Перишкин А.В. Физика 8. - М.: Дропла, 2010.
3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

1. Tak-to-ent.net ().
2. Tepka.ru ().
3. Megaresheba.ru ().

Домашна работа

1. Задача 1. Определете оптичната сила на събирателна леща с фокусно разстояние 2 метра.
2. Задача 2. Какво е фокусното разстояние на леща, чиято оптична сила е 5 диоптъра?
3. Задача 3. Може ли двойноизпъкнала леща да има отрицателна оптична сила?