Dispositivo de catalejo. Gran enciclopedia del petróleo y el gas.

La refracción de la luz se utiliza ampliamente en diversos instrumentos ópticos: cámaras, binoculares, telescopios, microscopios. . . La parte indispensable y más esencial de estos dispositivos es la lente.

Una lente es un cuerpo homogéneo ópticamente transparente, limitado en ambos lados por dos superficies esféricas (o una esférica y otra plana).

Las lentes suelen estar hechas de vidrio o plásticos transparentes especiales. Hablando del material de la lente, lo llamaremos vidrio, no juega un papel especial.

4.4.1 lente biconvexa

Consideremos primero una lente limitada en ambos lados por dos superficies esféricas convexas (figura 4.16). Esta lente se llama biconvexa. Nuestra tarea ahora es comprender la trayectoria de los rayos en esta lente.

Arroz. 4.16. Refracción en una lente biconvexa

La situación más sencilla es con un haz que viaja a lo largo del eje óptico principal del eje de simetría de la lente. En la Fig. 4.16 este rayo sale del punto A0. El eje óptico principal es perpendicular a ambas superficies esféricas, por lo que este rayo atraviesa la lente sin ser refractado.

Ahora tomemos un rayo AB que corre paralelo al eje óptico principal. En el punto B de la incidencia del haz sobre la lente, se dibuja una MN normal hacia la superficie de la lente; Dado que el haz pasa del aire a un vidrio ópticamente más denso, el ángulo de refracción del CBN es menor que el ángulo de incidencia del ABM. En consecuencia, el rayo refractado BC se acerca al eje óptico principal.

En el punto C el haz sale de la lente, también se dibuja una normal P Q. El haz pasa a un aire ópticamente menos denso, por lo tanto el ángulo de refracción QCD es mayor que el ángulo de incidencia P CB; el haz se refracta nuevamente hacia el eje óptico principal y lo corta en el punto D.

Así, cualquier rayo paralelo al eje óptico principal, después de la refracción en la lente, se acerca al eje óptico principal y lo cruza. En la Fig. La Figura 4.17 muestra el patrón de refracción de un haz de luz bastante ancho paralelo al eje óptico principal.

Arroz. 4.17. Aberración esférica en una lente biconvexa.

Como podemos ver, la lente no enfoca un haz de luz amplio: cuanto más lejos se encuentra el haz incidente del eje óptico principal, más cerca de la lente se cruza con el eje óptico principal después de la refracción. Este fenómeno se llama aberración esférica y es una de las desventajas de las lentes; después de todo, todavía nos gustaría que la lente llevara un haz de rayos paralelo a un punto5.

Se puede lograr un enfoque muy aceptable si se utiliza un haz de luz estrecho que se acerque al eje óptico principal. Entonces aberración esférica mirada casi invisible en la fig. 4.18.

Arroz. 4.18. Enfocar un haz estrecho con una lente colectora

Se ve claramente que un haz estrecho paralelo al eje óptico principal, después de pasar a través de la lente, se recoge aproximadamente en un punto F. Por esta razón nuestra lente se llama

coleccionando.

5 De hecho, es posible enfocar con precisión un haz amplio, pero para ello la superficie de la lente debe tener una forma más compleja que una esférica. Pulir estas lentes requiere mucha mano de obra y es poco práctico. Es más fácil fabricar lentes esféricas y lidiar con la aberración esférica emergente.

Por cierto, la aberración se llama esférica precisamente porque surge como resultado de reemplazar una lente no esférica compleja con enfoque óptimo por una esférica simple.

El punto F se llama foco de la lente. En general, una lente tiene dos focos, ubicados en el eje óptico principal a la derecha e izquierda de la lente. Las distancias de los focos a la lente no son necesariamente iguales entre sí, pero siempre nos ocuparemos de situaciones en las que los focos están ubicados simétricamente con respecto a la lente.

4.4.2 lente bicóncava

Ahora consideraremos una lente completamente diferente, limitada por dos superficies esféricas cóncavas (figura 4.19). Esta lente se llama bicóncava. Al igual que arriba, trazaremos el camino de dos rayos, guiados por la ley de refracción.

Arroz. 4.19. Refracción en una lente bicóncava

El rayo que sale del punto A0 y viaja a lo largo del eje óptico principal no se refracta porque el eje óptico principal, que es el eje de simetría de la lente, es perpendicular a ambas superficies esféricas.

El rayo AB, paralelo al eje óptico principal, después de la primera refracción comienza a alejarse de él (ya que al pasar del aire al vidrio \CBN< \ABM), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух \QCD >\PCB). Una lente bicóncava convierte un haz de luz paralelo en un haz divergente (figura 4.20) y, por tanto, se llama divergente.

Aquí también se observa aberración esférica: las continuaciones de los rayos divergentes no se cruzan en un punto. Vemos que cuanto más lejos está el rayo incidente del eje óptico principal, más cerca de la lente la continuación del rayo refractado cruza el eje óptico principal.

Arroz. 4.20. Aberración esférica en una lente bicóncava

Al igual que con una lente biconvexa, la aberración esférica será prácticamente imperceptible para un haz paraxial estrecho (fig. 4.21). Las extensiones de los rayos que divergen de la lente se cruzan aproximadamente en un punto en el foco de la lente F.

Arroz. 4.21. Refracción de un haz estrecho en una lente divergente

Si un rayo tan divergente incide en nuestro ojo, ¡veremos un punto luminoso detrás de la lente! ¿Por qué? Recuerda cómo aparece la imagen en espejo plano: Nuestro cerebro tiene la capacidad de continuar divergiendo rayos hasta que se cruzan y crean la ilusión de un objeto luminoso en la intersección (la llamada imagen virtual). Esta es precisamente la imagen virtual situada en el foco de la lente que veremos en este caso.

Además de la lente biconvexa que conocemos, aquí se representan: una lente plano-convexa, en la que una de las superficies es plana, y una lente cóncava-convexa, que combina superficies límite cóncavas y convexas. Tenga en cuenta que una lente cóncava-convexa superficie convexa más curvado (su radio de curvatura es menor); por lo tanto, el efecto convergente de la superficie refractiva convexa supera el efecto de dispersión de la superficie cóncava y la lente en su conjunto es convergente.

Todas las posibles lentes divergentes se muestran en la Fig. 4.23.

Arroz. 4.23. Lentes difusoras

Junto con la lente bicóncava, vemos una lente planocóncava (una de cuyas superficies es plana) y una lente convexa-cóncava. La superficie cóncava de una lente cóncava-convexa está más curvada, de modo que el efecto de dispersión del límite cóncavo prevalece sobre el efecto colector del límite convexo, y la lente en su conjunto resulta dispersante.

Intente construir usted mismo la trayectoria de los rayos en aquellos tipos de lentes que no hemos considerado y asegúrese de que realmente se acumulen o diverjan. Este es un ejercicio excelente y no tiene nada de complicado, ¡exactamente las mismas construcciones que hicimos anteriormente!

Vídeotutorial 2: Lente dispersante - Física en experimentos y experimentos.

Conferencia: Lentes convergentes y divergentes. Lente delgada. Distancia focal y potencia óptica. lente delgada

Lente. tipos de lentes

Como sabes, todo fenomeno fisico y los procesos se utilizan en el diseño de maquinaria y otros equipos. La refracción de la luz no es una excepción. Este fenómeno Se ha utilizado en la fabricación de cámaras, binoculares y ojo humano También es una especie de dispositivo óptico capaz de cambiar el curso de los rayos. Para ello se utiliza una lente.

Lente- Este cuerpo transparente, que está delimitado en ambos lados por esferas.

EN curso escolar Los físicos consideran que las lentes están hechas de vidrio. Sin embargo, también se pueden utilizar otros materiales.

Existen varios tipos principales de lentes que realizan funciones específicas.

lente biconvexa

Si las lentes están formadas por dos hemisferios convexos, se denominan biconvexas. Veamos cómo se comportan los rayos al pasar a través de una lente de este tipo.

en la imagen A 0D- este es el eje óptico principal. Este es el rayo que pasa por el centro de la lente. La lente es simétrica con respecto a este eje. Todos los demás rayos que pasan por el centro se denominan ejes secundarios; no se observa simetría relativa.

Considere un rayo incidente AB, que se refracta debido a la transición a otro medio. Después de que el rayo refractado toca la segunda pared de la esfera, se refracta nuevamente hasta que cruza el eje óptico principal.

De esto podemos concluir que si un determinado rayo era paralelo al eje óptico principal, luego de pasar a través de la lente cruzará el eje óptico principal.

Todos los rayos que se encuentran cerca del eje se cruzan en un punto, creando un haz. Los rayos que están lejos del eje se cruzan en un lugar más cercano a la lente.

El fenómeno en el que los rayos convergen en un punto se llama enfoque, y el punto de enfoque es enfocar.

Enfocar ( longitud focal) se indica en la figura con la letra F.

Una lente en la que los rayos se recogen en un punto detrás de ella se llama lente convergente. Eso es biconvexo la lente es coleccionando.

Cualquier lente tiene dos puntos focales: están delante y detrás de la lente.

lente bicóncava

Una lente formada por dos hemisferios cóncavos se llama bicóncavo.

Como puede verse en la figura, los rayos que inciden en dicha lente se refractan y en la salida no cruzan el eje, sino que, por el contrario, tienden a alejarse de él.

De esto podemos concluir que dicha lente se dispersa y, por lo tanto, se llama dispersivo.

Si los rayos dispersos continúan frente a la lente, convergerán en un punto, lo que se llama enfoque imaginario.

Las lentes convergentes y divergentes también pueden adoptar otras formas, como se muestra en las figuras.

1 - biconvexo;

2 - plano-convexo;

3 - cóncavo-convexo;

4 - bicóncavo;

5 - plano-cóncavo;

6 - convexo-cóncavo.

Dependiendo del grosor de la lente, puede refractar los rayos con mayor o menor intensidad. Para determinar con qué fuerza se refracta una lente, se utiliza una cantidad llamada potencia óptica .

D es la potencia óptica de la lente (o sistema de lentes);

F es la distancia focal de la lente (o sistema de lentes).

[D] = 1 dioptría. La unidad de potencia de la lente es dioptría (m -1).

Lente delgada

Al estudiar lentes, utilizaremos el concepto de lente delgada.

Entonces, veamos un dibujo que muestra una lente delgada. Así, una lente delgada es aquella cuyo espesor es bastante pequeño. Sin embargo, para leyes fisicas La incertidumbre es inaceptable, por lo que utilizar el término “suficiente” es arriesgado. Se cree que una lente puede considerarse delgada cuando su espesor es menor que los radios de dos superficies esféricas.

1340. La distancia focal de la lente es de 10 cm ¿Cuál es su potencia óptica?

1341. La distancia focal de una lente divergente es 12,5 cm. Determine potencia óptica lentes.

1342. La distancia focal del telescopio Pulkovo más grande es de unos 14 m ¿Cuál es la potencia óptica de su lente?

1343. ¿Cuál es la distancia focal de una lente si su potencia óptica es de 0,4 dioptrías?

1344. La distancia focal de la lente de la cámara es de 60 mm. ¿Cuál es la potencia óptica de la cámara?

1345. Hay dos lentes: la primera con una distancia focal de 5 cm, la segunda con una distancia focal de 20 cm ¿Cuál lente refracta más fuertemente?

1346. Se colocó una fuente de luz en el foco principal de una lente convergente. Dibuja el camino de los rayos.

1347. Construya una imagen de un lápiz vertical formado por una lente convergente para el caso en que el lápiz se encuentre más allá del doble de la distancia focal.

1348. El lápiz se sitúa entre el foco y la doble distancia focal de la lente convergente. Traza la imagen resultante.

1349. Construya la imagen de un lápiz colocado entre el foco de una lente convergente y la lente misma.

1350. Una lente convergente dispersa los rayos incidentes desde una fuente puntual de luz sobre la lente. ¿Dibuja dónde está la fuente de luz puntual en este caso?

1351. Muestre mediante construcción la forma más sencilla de determinar la distancia focal principal de una lente convergente. Demuestre esta experiencia.

1352. El objeto AB está en el doble foco de una lente convergente (Fig. 169). Construye su imagen. Describe la imagen.

1353. Construya una imagen de una fuente puntual de luz S, que está formada por una lente colectora, para los casos que se muestran en la Figura 170.

1354. Una lente divergente da una imagen de un objeto AB (Fig. 171). Construya esta imagen y enumere sus propiedades. ¿Cómo depende el tamaño de la imagen de la distancia entre el objeto y la lente?

1355. Construya una imagen de un punto luminoso S, formado por una lente divergente (Fig. 172). Describe la imagen.

1356. En la Figura 173 OO' es el eje óptico principal de la lente, S es una fuente de luz puntual, S' es su imagen. Construya la posición de la lente y sus focos. ¿Determinar si es una lente convergente o divergente?

1357. En uno de los cuadros de la Figura 174 hay una lente convergente, en el otro hay una lente divergente. Determine por construcción qué lente es cuál.

1358. Un objeto está ubicado a una distancia de 20 cm de una lente convergente y su imagen está a una distancia de f = 10 cm de la lente. ¿Cuál es la distancia de la lente?

1359. Desde la botella hasta la lente colectora, la distancia es d=30 cm y su imagen real a la lente es una distancia f=60 cm Determine la distancia focal de la lente.

1360. Un objeto se ubica a una distancia de 40 cm de una lente convergente. Su imagen se obtuvo a una distancia de 120 cm ¿Cuál es la distancia focal de la lente?

1361. Un lápiz se encuentra a una distancia de 50 cm de la lente convergente. ¿A qué distancia de la lente está su imagen? La distancia focal de la lente es de 10 cm Describe la imagen del lápiz.

1362. La imagen de un objeto formada por una lente convergente se obtuvo a una distancia de 22 cm. La distancia focal de la lente es de 20 cm. ¿A qué distancia de la lente se encuentra el objeto si:
a) su imagen es real;
b) ¿su imagen es imaginaria?

1363. Hay una lente biconvexa de vidrio hueca llena de aire en agua. Un haz paralelo de rayos de luz incide sobre la lente. ¿Cómo será este rayo después de pasar a través de la lente? Haz un dibujo.
¿Qué imágenes producirá una lente de este tipo en el agua? ¿Una lente biconvexa es siempre una lente convergente?

1364. Analice un problema similar para una lente bicóncava hueca llena de aire y ubicada en agua. Si hay gafas de reloj en el aula de física de la escuela, fabrique con ellas las lentes descritas anteriormente y realice experimentos con ellas.

1365. Usando la fórmula de una lente convergente:
1/d+1/f=1/F, calcular la posición y determinar la naturaleza de la imagen de objetos a diferentes distancias de la lente para los casos indicados en la tabla.
Para los casos d

1366. Escribe la fórmula de una lente divergente, teniendo en cuenta que la distancia del centro óptico de la lente a la imagen virtual de un punto se toma con signo menos.

1367. Determinar la potencia óptica de una lente cuya distancia focal es de 10 cm; - 10 cm.

1368. ¿A qué distancia de una lente con una distancia focal F = 10 cm se obtendrá una imagen de un objeto colocado a una distancia de 50 cm de la lente?

1369. La imagen de un objeto colocado a una distancia de 40 cm de una lente biconvexa se obtuvo a una distancia de 15 cm de la lente. Determine la distancia focal de la lente y el tamaño de la imagen si el tamaño del objeto en sí es de 60 cm.

1370. En una fotografía tomada por una cámara con lente fotográfica cuya distancia focal es de 13,5 cm, con una longitud de cámara de 15 cm, se obtiene la imagen de un objeto de 2 cm de tamaño ¿Cuál es el tamaño real del objeto?

1371. La distancia entre la bombilla y la pantalla es L = 150 cm, entre ellos se coloca una lente convergente, que da una imagen nítida de los filamentos de la bombilla en la pantalla en dos posiciones de la lente. ¿Cuál es la distancia focal de la lente si la distancia entre las posiciones indicadas de la lente es l = 30 cm?

1372. Un objeto está a una distancia de 20 cm de la lente y su imagen real está a una distancia de 5 cm de la lente. Determine la potencia óptica de la lente.

1373. La imagen real de una burbuja con pegamento se obtuvo a una distancia de 42 cm de una lente cuya potencia óptica es de 2,5 dioptrías. ¿A qué distancia está la burbuja de la lente?

1374. Un objeto está a una distancia de 30 cm de una lente divergente, su imagen virtual está a una distancia de 15 cm de la lente. Determina la distancia focal de la lente.

1375. La potencia óptica de la lente es de 2,5 dioptrías. La fuente de luz se ubica sobre su eje óptico principal. ¿A qué distancia está la fuente de luz de la lente?

1376. Un objeto de 50 cm de altura se encuentra a una distancia d=60 cm de una lente convergente con distancia focal F=40 cm, determine la altura de la imagen.

1377. Un hombre de 2 m de altura fue fotografiado con una cámara (distancia focal del objetivo 12 cm). El tamaño de la persona de la imagen resultó ser de 10 mm. Determine la distancia entre la persona y la lente.

1378*. La lente del proyector tiene una distancia focal de 15 cm y está ubicada a una distancia de 6 m de la pantalla. Determine la ampliación lineal de la imagen en la pantalla.

1379*. En lugar de una lente con una distancia focal de 15 cm (ver el problema anterior), se instaló una lente con una distancia focal de 12 cm ¿Cuál fue el aumento de la imagen en la pantalla?

1382*. ¿Crees que es posible obtener una imagen en transparencias de un proyector sobre una pantalla de espejo?
No. Porque todos los rayos se reflejarán desde la superficie.

1383*. Trazar la trayectoria de los rayos en un microscopio.

1384. Dibuja la trayectoria de los rayos en el telescopio.

lente biconvexa

Lente plano-convexa

Características de las lentes delgadas

Dependiendo de las formas hay colectivo(positivo) y dispersión lentes (negativas). El grupo de lentes colectoras suele incluir lentes cuyo centro es más grueso que sus bordes, y el grupo de lentes divergentes incluye lentes cuyos bordes son más gruesos que su centro. Cabe señalar que esto sólo es cierto si índice de refracción el material de la lente tiene más de ambiente. Si el índice de refracción de la lente es menor, la situación será la inversa. Por ejemplo, una burbuja de aire en agua es una lente divergente biconvexa.

Las lentes suelen caracterizarse por su potencia óptica(medido en dioptrías), o longitud focal.

Para construir dispositivos ópticos con corregido. aberración óptica(principalmente cromático, condicionado dispersión de luz , - acromáticos y apocromáticos) otras propiedades de las lentes/sus materiales también son importantes, por ejemplo, índice de refracción, coeficiente de dispersión, transmitancia del material en el rango óptico seleccionado.

A veces, las lentes/sistemas ópticos de lentes (refractores) están diseñados específicamente para su uso en entornos con relativamente alto coeficiente refracción (ver microscopio de inmersión, líquidos de inmersión).

Tipos de lentes:
Coleccionando:
1 - biconvexo
2 - plano-convexo
3 - cóncavo-convexo (menisco positivo)
Dispersión:
4 - bicóncavo
5 - plano-cóncavo
6 - convexo-cóncavo (menisco negativo)

Una lente convexa-cóncava se llama menisco y puede ser colectivo (se espesa hacia el medio) o disperso (se espesa hacia los bordes). Un menisco cuyos radios superficiales son iguales tiene una potencia óptica igual a cero (utilizada para la corrección variaciones o como lente de cobertura). Así, las lentes de las gafas para la miopía son, por regla general, meniscos negativos.

Una propiedad distintiva de una lente colectora es la capacidad de recolectar los rayos que inciden sobre su superficie en un punto ubicado al otro lado de la lente.

Elementos principales de la lente: NN - principal eje óptico- una línea recta que pasa por los centros de las superficies esféricas que delimitan la lente; O- centro óptico- un punto que, para lentes biconvexas o bicóncavas (con radios de superficie idénticos), está ubicado en el eje óptico dentro de la lente (en su centro).
Nota. La trayectoria de los rayos se muestra como en una lente idealizada (plana), sin indicar refracción en el límite de fase real. Además, se muestra una imagen algo exagerada de una lente biconvexa.

Si se coloca un punto luminoso S a cierta distancia delante de la lente colectora, entonces un rayo de luz dirigido a lo largo del eje pasará a través de la lente sin refractado, y los rayos que no pasan por el centro se refractarán hacia el eje óptico y se cruzarán con él en algún punto F, que será la imagen del punto S. Este punto se llama enfoque conjugado, o simplemente enfocar.

Si la luz incide sobre la lente desde una fuente muy distante, cuyos rayos se pueden representar como si vinieran en un haz paralelo, al salir de ella los rayos se refractarán en un ángulo mayor y el punto F se acercará en el eje óptico a la lente. lente. En estas condiciones, el punto de intersección de los rayos que emergen de la lente se llama enfoque principal F', y la distancia desde el centro de la lente hasta el foco principal es distancia focal principal.

Los rayos que inciden sobre una lente divergente se refractarán hacia los bordes de la lente al salir de ella, es decir, se dispersarán. Si estos rayos continúan en la dirección opuesta como se muestra en la figura con una línea de puntos, entonces convergerán en un punto F, que será enfocar esta lente. Este truco imaginario.

Foco imaginario de una lente divergente.

Lo dicho sobre el enfoque en el eje óptico principal se aplica igualmente a aquellos casos en los que la imagen de un punto está en un eje óptico secundario o inclinado, es decir, una línea que pasa por el centro de la lente formando un ángulo con el eje óptico principal. eje. El plano perpendicular al eje óptico principal, ubicado en el foco principal de la lente, se llama plano focal principal, y en el foco conjugado - simplemente plano focal.

Las lentes colectivas pueden dirigirse hacia un objeto desde cualquier lado, como resultado de lo cual los rayos que pasan a través de la lente pueden recogerse tanto de un lado como del otro. Por tanto, la lente tiene dos focos: frente Y trasero. Están ubicados en el eje óptico a ambos lados de la lente a la distancia focal desde el centro de la lente.

Construyendo una imagen con una lente convergente delgada

Al presentar las características de las lentes, se consideró el principio de construir una imagen de un punto luminoso en el foco de una lente. Los rayos que inciden sobre la lente desde la izquierda pasan a través de su foco trasero y los rayos que inciden desde la derecha pasan a través de su foco frontal. Cabe señalar que con lentes divergentes, por el contrario, el foco trasero se encuentra delante de la lente y el foco frontal, detrás.

Se obtiene la construcción mediante una lente de una imagen de objetos que tienen una determinada forma y tamaño. de la siguiente manera: Digamos que la línea AB representa un objeto ubicado a cierta distancia de la lente, significativamente mayor que su distancia focal. Desde cada punto del objeto, una cantidad innumerable de rayos pasará a través de la lente, de los cuales, para mayor claridad, la figura muestra esquemáticamente el curso de solo tres rayos.

Tres rayos que emanan del punto A pasarán a través de la lente y se cruzarán en sus respectivos puntos de fuga en A 1 B 1 para formar una imagen. La imagen resultante es válido Y Al revés.

En este caso, la imagen se obtuvo en un foco conjugado en un determinado plano focal FF, algo alejado del plano focal principal F’F’, paralelo a éste a través del foco principal.

Si un objeto está a una distancia infinita de la lente, entonces su imagen se obtiene en el foco trasero de la lente F' válido, Al revés Y reducido hasta que parezca un punto.

Si un objeto está cerca de la lente y a una distancia que excede el doble de la distancia focal de la lente, entonces su imagen será válido, Al revés Y reducido y estará ubicado detrás del foco principal en el segmento comprendido entre éste y la doble focal.

Si un objeto se coloca al doble de la distancia focal de la lente, entonces la imagen resultante está en el otro lado de la lente al doble de la distancia focal. La imagen se obtiene válido, Al revés Y igual en tamaño sujeto.

Si un objeto se coloca entre el foco frontal y la doble distancia focal, entonces la imagen se obtendrá detrás de la doble distancia focal y será válido, Al revés Y engrandecido.

Si el objeto está en el plano del foco principal frontal de la lente, entonces los rayos que pasan a través de la lente serán paralelos y la imagen solo se podrá obtener en el infinito.

Si un objeto se coloca a una distancia menor que la distancia focal principal, los rayos saldrán de la lente en un haz divergente, sin cruzarse en ninguna parte. La imagen es entonces imaginario, directo Y engrandecido, es decir, en este caso la lente funciona como una lupa.

Es fácil notar que cuando un objeto se acerca al foco frontal de la lente desde el infinito, la imagen se aleja del foco posterior y, cuando el objeto alcanza el plano de enfoque frontal, aparece en el infinito de éste.

Este patrón tiene gran importancia en la práctica varios tipos trabajo fotográfico, por lo tanto, para determinar la relación entre la distancia del objeto a la lente y de la lente al plano de la imagen, es necesario conocer los conceptos básicos fórmula de la lente.

Fórmula de lentes delgadas

Las distancias desde el punto del objeto al centro de la lente y desde el punto de la imagen al centro de la lente se llaman longitudes focales conjugadas.

Estas cantidades son interdependientes y están determinadas por una fórmula llamada fórmula de lente delgada:

¿Dónde está la distancia entre la lente y el objeto? - distancia de la lente a la imagen; - la distancia focal principal de la lente. En el caso de una lente gruesa, la fórmula permanece sin cambios con la única diferencia de que las distancias no se miden desde el centro de la lente, sino desde aviones principales.

Para encontrar una u otra cantidad desconocida con dos conocidas, use las siguientes ecuaciones:

Cabe señalar que los signos de las cantidades. tu , v , F se seleccionan en función de las siguientes consideraciones: para una imagen real de un objeto real en una lente convergente, todas estas cantidades son positivas. Si la imagen es imaginaria, la distancia a ella se toma negativa, si el objeto imaginario- la distancia hasta él es negativa, si la lente diverge - la distancia focal es negativa.

Escala de imagen

La escala de la imagen () es la relación entre las dimensiones lineales de la imagen y las dimensiones lineales correspondientes del objeto. Esta relación se puede expresar indirectamente mediante la fracción , donde es la distancia de la lente a la imagen; - distancia de la lente al objeto.

Aquí hay un factor de reducción, es decir, un número que muestra cuántas veces las dimensiones lineales de la imagen son más pequeñas que las dimensiones lineales reales del objeto.

En la práctica de los cálculos, es mucho más conveniente expresar esta relación en valores o , donde está la distancia focal de la lente.

.

Cálculo de la distancia focal y la potencia óptica de una lente.

Las lentes son simétricas, es decir, tienen la misma distancia focal independientemente de la dirección de la luz: izquierda o derecha, lo que, sin embargo, no se aplica a otras características, p. aberraciones, cuya magnitud depende de qué lado de la lente mira hacia la luz.

Combinación de múltiples lentes (sistema centrado)

Las lentes se pueden combinar entre sí para construir sistemas ópticos complejos. La potencia óptica de un sistema de dos lentes se puede encontrar como la simple suma de las potencias ópticas de cada lente (asumiendo que ambas lentes pueden considerarse delgadas y están ubicadas cerca una de la otra en el mismo eje):

.

Si las lentes están ubicadas a cierta distancia entre sí y sus ejes coinciden (un sistema de un número arbitrario de lentes con esta propiedad se llama sistema centrado), entonces su potencia óptica total se puede encontrar con un grado suficiente de precisión a partir de la siguiente expresión:

,

donde esta la distancia entre aviones principales lentes

Desventajas de una lente simple

Los equipos fotográficos modernos imponen altas exigencias en cuanto a la calidad de la imagen.

La imagen producida por una lente simple, debido a una serie de deficiencias, no satisface estos requisitos. La eliminación de la mayoría de las deficiencias se logra mediante la selección adecuada de varias lentes en un sistema óptico centrado. lente. Las imágenes obtenidas con lentes simples tienen varias desventajas. Las desventajas de los sistemas ópticos se llaman. aberraciones, que se dividen en los siguientes tipos:

• Aberraciones geométricas
• Aberración de difracción(esta aberración es causada por otros elementos sistema óptico, y no tiene nada que ver con la lente en sí).

Lentes con propiedades especiales

Lentes de polímero orgánico

Lentes de contacto