Puterea optică a lentilei. Care lentilă este mai puternică? Lentile

Lentilele sunt corpuri care sunt transparente la o radiație dată și sunt delimitate de două suprafețe de forme diferite (sferică, cilindrice etc.). Formarea lentilelor sferice este prezentată în Fig. IV.39. Una dintre suprafețele care limitează lentila poate fi o sferă cu rază infinit de mare, adică un plan.

Axa care trece prin centrele suprafețelor care formează lentila se numește axă optică; Pentru lentilele plan-convexe și plan-concave, axa optică este trasată prin centrul sferei perpendicular pe plan.

O lentilă se numește subțire dacă grosimea sa este semnificativ mai mică decât razele de curbură ale suprafețelor de formare. Într-o lentilă subțire se poate neglija deplasarea a razelor care trec prin partea centrală (Fig. IV.40). O lentilă este convergentă dacă refractă razele care trec prin ea către axa optică și divergentă dacă deviază razele de la axa optică.

FORMULA LENTILELOR

Să luăm în considerare mai întâi refracția razelor pe o suprafață sferică a lentilei. Să notăm punctele de intersecție ale axei optice cu suprafața luată în considerare prin O, cu raza incidentă - prin și cu raza refractată (sau continuarea acesteia) - prin punctul se află centrul suprafeței sferice (Fig. IV). .41); se notează distanţa prin raza de curbură a suprafeţei). În funcție de unghiul de incidență al razelor pe suprafața sferică, sunt posibile diferite locații ale punctelor față de punctul O. În Fig. IV.41 arată traseul razelor incidente pe o suprafață convexă la diferite unghiuri de incidență și în condiția în care este indicele de refracție al mediului din care provine raza incidentă și și indicele de refracție al mediului în care merge raza refractă. . Să presupunem că fasciculul incident este paraxial, adică.

face un unghi foarte mic cu axa optică, atunci unghiurile sunt și ele mici și pot fi considerate:

Pe baza legii refracției la unghiuri mici a și y

Din fig. IV.41 și urmează:

Înlocuind aceste expresii în formula (1.34), obținem după reducere la formula pentru o suprafață sferică de refracție:

Cunoscând distanța de la „obiect” la suprafața de refracție, puteți utiliza această formulă pentru a calcula distanța de la suprafață la „imagine”

Rețineți că la derivarea formulei (1.35), valoarea a fost redusă; aceasta înseamnă că toate razele paraxiale care emană dintr-un punct, indiferent de unghiul pe care îl fac cu axa optică, vor converge în acest punct.

Efectuând raționamente similare pentru alte unghiuri de incidență (Fig. IV.41, b, c), obținem, respectiv:

De aici obținem regula semnelor (presupunând că distanța este întotdeauna pozitivă): dacă punctul sau se află pe aceeași parte a suprafeței de refracție pe care se află punctul, atunci distanțele

și ar trebui luate cu semnul minus; dacă punctul sau este situat pe cealaltă parte a suprafeței în raport cu punctul, atunci distanțele trebuie luate cu semnul plus. Aceeași regulă a semnelor va rezulta dacă luăm în considerare refracția razelor printr-o suprafață sferică concavă. În acest scop, puteți utiliza aceleași desene prezentate în Fig. IV.41, dacă numai direcția razelor este inversată și se schimbă denumirile indicilor de refracție.

Lentilele au două suprafețe de refracție, ale căror raze de curbură pot fi aceleași sau diferite. Luați în considerare o lentilă biconvexă; pentru o rază care trece printr-o astfel de lentilă, prima suprafață (de intrare) este convexă, iar a doua (ieșire) este concavă. Formula de calcul din date poate fi obținută dacă folosim formulele (1.35) pentru intrare și (1.36) pentru suprafața de ieșire (cu calea inversă a razelor, deoarece raza trece de la mediu la mediu).

Deoarece „imaginea” de pe prima suprafață este „obiectul” pentru a doua suprafață, atunci din formula (1.37) obținem, înlocuind cu prin

Din această relație este clar că valoarea este constantă, adică interconectată. Să notăm unde distanța focală a lentilei se numește puterea optică a lentilei și se măsoară în dioptrii). Prin urmare,

Dacă calculul este efectuat pentru o lentilă biconcavă, obținem

Comparând rezultatele, putem ajunge la concluzia că pentru a calcula puterea optică a unei lentile de orice formă, ar trebui să folosiți o singură formulă (1.38) în conformitate cu regula semnului: razele de curbură ale suprafețelor convexe trebuie introduse cu un semn plus, suprafețe concave cu semn minus. Puterea optică negativă, adică distanța focală negativă, înseamnă că distanța are semnul minus, adică „imaginea” se află pe aceeași parte în care se află „obiectul”. În acest caz, „imaginea” este imaginară. Lentilele cu putere optică pozitivă converg și oferă imagini reale, în timp ce la distanță capătă semnul minus și imaginea se dovedește a fi virtuală. Lentilele cu putere optică negativă sunt divergente și oferă întotdeauna o imagine virtuală; pentru ei și fără valori numerice este imposibil să se obțină o distanță pozitivă

Formula (1.38) a fost derivată cu condiția ca același mediu să fie situat pe ambele părți ale lentilei. Dacă indicii de refracție ai suportului care mărginesc suprafețele lentilei sunt diferiți (de exemplu, în lentila ochiului), atunci distanța focală la dreapta și la stânga lentilei nu sunt egale și

unde este distanța focală pe partea în care se află obiectul.

Rețineți că, conform formulei (1.38), puterea optică a unei lentile este determinată nu numai de forma sa, ci și de relația dintre indicii de refracție ai materialului lentilei și mediu. De exemplu, o lentilă biconvexă într-un mediu cu un indice de refracție ridicat are o putere optică negativă, adică este o lentilă divergentă.

Dimpotrivă, o lentilă biconcavă în același mediu are o putere optică pozitivă, adică este o lentilă convergentă.

Să considerăm un sistem de două lentile (Fig. IV.42, a); Să presupunem că obiectul punctual se află în focarul primei lentile. Raza care iese din prima lentilă va fi paralelă cu axa optică și, prin urmare, va trece prin focalizarea celei de-a doua lentile. Considerând acest sistem ca o singură lentilă subțire, putem scrie De atunci

Acest rezultat este valabil și pentru un sistem mai complex de lentile subțiri (dacă sistemul în sine poate fi considerat „subțire”): puterea optică a unui sistem de lentile subțiri este egală cu suma puterilor optice ale părților sale constitutive:

(pentru lentilele divergente, puterea optică are semn negativ). De exemplu, o placă plan-paralelă compusă din două lentile subțiri (Fig. IV.42, b) poate fi o lentilă colectoare (dacă) sau divergentă (dacă). Pentru două lentile subțiri situate la o distanță a una de cealaltă ( Fig. IV.43), puterea optică este o funcție de a și distanța focală a lentilelor și

(concav sau disipativ). Calea razelor în aceste tipuri de lentile este diferită, dar lumina este întotdeauna refractă, cu toate acestea, pentru a lua în considerare structura și principiul de funcționare a acestora, trebuie să vă familiarizați cu aceleași concepte pentru ambele tipuri.

Dacă desenăm suprafețele sferice ale celor două laturi ale lentilei pentru a completa sfere, atunci linia dreaptă care trece prin centrele acestor sfere va fi axa optică a lentilei. De fapt, axa optică trece prin punctul cel mai larg al unei lentile convexe și cel mai îngust punct al unei lentile concave.

Axa optică, focalizarea obiectivului, distanța focală

Pe această axă există un punct în care sunt colectate toate razele care trec prin lentila colectoare. În cazul unei lentile divergente, putem desena continuări ale razelor divergente, iar apoi vom obține un punct, situat tot pe axa optică, în care converg toate aceste continuare. Acest punct se numește focalizarea lentilei.

O lentilă convergentă are o focalizare reală și este situată pe partea opusă razelor incidente; o lentilă divergentă are o focalizare imaginară și este situată pe aceeași parte din care cade lumina pe lentilă.

Punctul de pe axa optică exact în mijlocul lentilei se numește centrul său optic. Iar distanța de la centrul optic la punctul focal al lentilei este distanța focală a obiectivului.

Distanța focală depinde de gradul de curbură al suprafețelor sferice ale lentilei. Suprafețele mai convexe vor refracta razele mai puternic și, în consecință, vor reduce distanța focală. Dacă distanța focală este mai mică, atunci obiectivul va oferi o mărire mai mare a imaginii.

Puterea optică a lentilei: formulă, unitate de măsură

Pentru a caracteriza puterea de mărire a unei lentile, a fost introdus conceptul de „putere optică”. Puterea optică a unui obiectiv este inversul distanței sale focale. Puterea optică a unei lentile este exprimată prin formula:

unde D este puterea optică, F este distanța focală a lentilei.

Unitatea de măsură pentru puterea optică a unui obiectiv este dioptria (1 dioptrie). 1 dioptrie este puterea optică a unui obiectiv a cărui distanță focală este de 1 metru. Cu cât distanța focală este mai mică, cu atât puterea optică este mai mare, adică cu atât obiectivul mărește imaginea.

Deoarece focalizarea unei lentile divergente este imaginară, am convenit să considerăm distanța sa focală ca fiind o valoare negativă. În consecință, puterea sa optică este, de asemenea, o valoare negativă. În ceea ce privește lentila convergentă, focalizarea acesteia este reală, prin urmare atât distanța focală, cât și puterea optică a lentilei convergente sunt cantități pozitive.

Acum vom vorbi despre optica geometrică. În această secțiune, este dedicat mult timp unui astfel de obiect precum o lentilă. La urma urmei, poate fi diferit. În același timp, formula lentilelor subțiri este una pentru toate cazurile. Trebuie doar să știi cum să o aplici corect.

Tipuri de lentile

Este întotdeauna un corp transparent care are o formă specială. Aspectul obiectului este dictat de două suprafețe sferice. Unul dintre ele poate fi înlocuit cu unul plat.

Mai mult, lentila poate avea un mijloc sau o margine mai groasă. În primul caz se va numi convex, în al doilea - concav. Mai mult, în funcție de modul în care sunt combinate suprafețele concave, convexe și plane, lentilele pot fi și ele diferite. Și anume: biconvex și biconcav, plan-convex și plan-concav, convex-concav și concav-convex.

În condiții normale, aceste obiecte sunt folosite în aer. Sunt fabricate dintr-o substanță care este mai mare decât aerul. Prin urmare, o lentilă convexă va fi convergentă, iar o lentilă concavă va fi divergentă.

Caracteristici generale

Înainte să vorbim despreformula de lentile subțiri, trebuie să decideți asupra conceptelor de bază. Neapărat trebuie să le cunoști. Pentru că vor fi accesați în mod constant de diverse sarcini.

Axa optică principală este dreaptă. Este trasat prin centrele ambelor suprafețe sferice și determină locul unde se află centrul lentilei. Există și axe optice suplimentare. Ele sunt desenate printr-un punct care este centrul lentilei, dar nu conțin centrele suprafețelor sferice.

În formula pentru o lentilă subțire există o cantitate care determină distanța focală a acesteia. Astfel, focalizarea este un punct pe axa optică principală. În ea se intersectează razele paralele cu axa specificată.

În plus, fiecare lentilă subțire are întotdeauna două focusuri. Ele sunt situate pe ambele părți ale suprafețelor sale. Ambele focus ale colectorului sunt valabile. Cel de împrăștiere are imaginare.

Distanța de la obiectiv la punctul focal este distanța focală (literaF) . Mai mult, valoarea sa poate fi pozitivă (în cazul colectării) sau negativă (pentru împrăștiere).

O altă caracteristică asociată cu distanța focală este puterea optică. Se obișnuiește să o notămD.Valoarea sa este întotdeauna inversa focalizării, adicăD= 1/ F.Puterea optică se măsoară în dioptrii (prescurtat ca dioptrii).

Ce alte denumiri există în formula lentilelor subțiri?

Pe lângă distanța focală deja indicată, va trebui să cunoașteți mai multe distanțe și dimensiuni. Pentru toate tipurile de lentile sunt aceleași și sunt prezentate în tabel.

Toate distanțele și înălțimile indicate sunt de obicei măsurate în metri.

În fizică, formula lentilei subțiri este, de asemenea, asociată cu conceptul de mărire. Este definit ca raportul dintre dimensiunea imaginii și înălțimea obiectului, adică H/h. Poate fi desemnat prin litera G.

Ce este necesar pentru a construi o imagine într-o lentilă subțire

Acest lucru este necesar să știți pentru a obține formula pentru o lentilă subțire, convergentă sau împrăștiată. Desenul începe cu ambele lentile având propria lor reprezentare schematică. Ambele arată ca un segment de linie. Doar săgețile colectoare de la capetele sale sunt îndreptate spre exterior, iar săgețile de împrăștiere sunt îndreptate spre interior către acest segment.

Acum trebuie să desenați o perpendiculară pe acest segment la mijloc. Aceasta va afișa axa optică principală. Punctele focale ar trebui să fie marcate pe el pe ambele părți ale obiectivului, la aceeași distanță.

Obiectul a cărui imagine trebuie construită este desenat sub forma unei săgeți. Arată unde se află partea de sus a obiectului. În general, obiectul este plasat paralel cu lentila.

Cum se construiește o imagine într-o lentilă subțire

Pentru a construi o imagine a unui obiect, este suficient să găsiți punctele capetelor imaginii și apoi să le conectați. Fiecare dintre aceste două puncte poate fi obținut din intersecția a două raze. Cele mai simple de construit sunt două dintre ele.

Venind dintr-un punct specificat paralel cu axa optică principală. După contactul cu lentila, acesta trece prin focalizarea principală. Dacă vorbim despre o lentilă convergentă, atunci acest focus este situat în spatele lentilei și fasciculul trece prin ea. Când se consideră o lentilă divergentă, fasciculul trebuie îndreptat astfel încât continuarea sa să treacă prin focalizarea din fața lentilei.

Trecând direct prin centrul optic al lentilei. El nu își schimbă direcția pentru ea.

Există situații când un obiect este plasat perpendicular pe axa optică principală și se termină pe ea. Apoi este suficient să construiți o imagine a unui punct care corespunde marginii săgeții care nu se află pe axă. Și apoi trageți o perpendiculară de la ea la axă. Aceasta va fi imaginea obiectului.

Intersecția punctelor construite oferă o imagine. O lentilă convergentă subțire produce o imagine reală. Adică se obține direct la intersecția razelor. O excepție este situația în care un obiect este plasat între obiectiv și focalizare (ca într-o lupă), atunci imaginea se dovedește a fi virtuală. Pentru unul de împrăștiere, se dovedește întotdeauna a fi imaginar. La urma urmei, se obține la intersecția nu a razelor în sine, ci a continuărilor lor.

Imaginea reală este de obicei desenată cu o linie continuă. Dar imaginarul este punctat. Acest lucru se datorează faptului că primul este de fapt prezent acolo, iar al doilea este doar vizibil.

Derivarea formulei lentilelor subțiri

Acest lucru poate fi realizat în mod convenabil pe baza unui desen care ilustrează construcția unei imagini reale într-o lentilă convergentă. Denumirea segmentelor este indicată în desen.

Ramura opticii nu se numește geometrică degeaba. Vor fi necesare cunoștințe din această secțiune specială de matematică. Mai întâi trebuie să luați în considerare triunghiurile AOB și A 1 OB 1 . Sunt asemănătoare deoarece au două unghiuri egale (drept și vertical). Din asemănarea lor rezultă că modulele segmentelor A 1 ÎN 1 și AB sunt legate ca module ale segmentelor OB 1 și OV.

Încă două triunghiuri se dovedesc a fi similare (pe baza aceluiași principiu la două unghiuri):COFsi A 1 FB 1 . În ele, rapoartele următoarelor module de segmente sunt egale: A 1 ÎN 1 cu CO șiFB 1 CuDE.Pe baza construcției, segmentele AB și CO vor fi egale. Prin urmare, părțile stângi ale egalităților relaționale indicate sunt aceleași. Prin urmare, cei din dreapta sunt egali. Adică OV 1 / OB este egalFB 1 / DE.

În egalitatea indicată, segmentele indicate prin puncte pot fi înlocuite cu conceptele fizice corespunzătoare. Deci OV 1 este distanța de la obiectiv la imagine. OB este distanța de la obiect la lentilă.DE-distanta focala. Și segmentulFB 1 este egală cu diferența dintre distanța până la imagine și focalizare. Prin urmare, poate fi rescris diferit:

f/d=( f - F) /FsauFf = df - dF.

Pentru a obține formula pentru o lentilă subțire, ultima egalitate trebuie împărțită ladfF.Apoi se dovedește:

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

Aceasta este formula pentru o lentilă convergentă subțire. Difuzorul are o distanță focală negativă. Acest lucru face ca egalitatea să se schimbe. Adevărat, este nesemnificativ. Doar că în formula pentru o lentilă divergentă subțire există un minus înainte de raportul 1/F.Acesta este:

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

Problema găsirii măririi unui obiectiv

Condiție. Distanța focală a lentilei convergente este de 0,26 m. Este necesar să se calculeze mărirea acesteia dacă obiectul se află la o distanță de 30 cm.

Soluţie. Începe cu introducerea notației și conversia unităților în C. Da, sunt cunoscuțid= 30 cm = 0,3 m șiF= 0,26 m. Acum trebuie să selectați formule, principala este cea indicată pentru mărire, a doua este pentru o lentilă convergentă subțire.

Ele trebuie combinate cumva. Pentru a face acest lucru, va trebui să luați în considerare un desen al construcției unei imagini într-o lentilă convergentă. Din triunghiuri similare este clar că Г = H/h= f/d. Adică, pentru a găsi mărirea, va trebui să calculați raportul dintre distanța la imagine și distanța până la obiect.

Al doilea este cunoscut. Dar distanța până la imagine ar trebui să fie derivată din formula indicată mai devreme. Se pare că

f= dF/ ( d- F).

Acum aceste două formule trebuie să fie combinate.

G =dF/ ( d( d- F)) = F/ ( d- F).

În acest moment, rezolvarea problemei formulei lentilei subțiri se reduce la calcule elementare. Rămâne să înlocuim cantitățile cunoscute:

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

Răspuns: obiectivul oferă o mărire de 6,5 ori.

O sarcină în care trebuie să vă concentrați

Condiție. Lampa este situată la un metru de lentila colectoare. Imaginea spiralei sale se obtine pe un ecran distantat la 25 cm de obiectiv.Calculati distanta focala a lentilei specificate.

Soluţie. Următoarele valori ar trebui înregistrate în date:d=1 m șif= 25 cm = 0,25 m. Aceste informații sunt suficiente pentru a calcula distanța focală din formula lentilei subțiri.

Deci 1/F= 1/1 + 1/0,25 = 1 + 4 = 5. Dar problema necesită aflarea focalizării, nu a puterii optice. Prin urmare, tot ce rămâne este să împărțiți 1 la 5 și obțineți distanța focală:

F=1/5 = 0, 2 m.

Răspuns: distanța focală a unei lentile convergente este de 0,2 m.

Problema găsirii distanței până la o imagine

Condiție. Lumanarea a fost asezata la o distanta de 15 cm de lentila colectoare. Puterea sa optică este de 10 dioptrii. Ecranul din spatele obiectivului este poziționat astfel încât să producă o imagine clară a lumânării. Care este această distanță?

Soluţie. Următoarele date trebuie notate într-o scurtă intrare:d= 15 cm = 0,15 m,D= 10 dioptrii Formula derivată mai sus trebuie scrisă cu o ușoară modificare. Și anume, în partea dreaptă a egalității pe care o punemDin loc de 1/F.

După mai multe transformări, obținem următoarea formulă pentru distanța de la lentilă la imagine:

f= d/ ( dD- 1).

Acum trebuie să conectați toate numerele și să numărați. Aceasta are ca rezultat o valoare pentruf:0,3 m.

Răspuns: distanța de la obiectiv la ecran este de 0,3 m.

Problemă despre distanța dintre un obiect și imaginea acestuia

Condiție. Obiectul și imaginea sa se află la o distanță de 11 cm unul de celălalt.O lentilă convergentă oferă o mărire de 3 ori. Găsiți distanța focală a acestuia.

Soluţie. Este convenabil să notați distanța dintre un obiect și imaginea acestuia cu o literăL= 72 cm = 0,72 m. Creștere G = 3.

Există două situații posibile aici. Primul este că obiectul se află în spatele focalizării, adică imaginea este reală. În al doilea, există un obiect între focalizare și lentilă. Atunci imaginea este pe aceeași parte cu obiectul și este imaginară.

Să luăm în considerare prima situație. Obiectul și imaginea se află pe părțile opuse ale lentilei convergente. Aici puteți scrie următoarea formulă:L= d+ f.A doua ecuație se presupune a fi scrisă: Г =f/ d.Este necesar să se rezolve sistemul acestor ecuații cu două necunoscute. Pentru a face acest lucru, înlocuițiLcu 0,72 m și G cu 3.

Din a doua ecuație reiese căf= 3 d.Apoi primul este convertit astfel: 0,72 = 4d.Este ușor de numărat din eld = 0,18 (m). Acum este ușor de determinatf= 0,54 (m).

Tot ce rămâne este să folosiți formula lentilei subțiri pentru a calcula distanța focală.F= (0,18 * 0,54) / (0,18 + 0,54) = 0,135 (m). Acesta este răspunsul pentru primul caz.

În a doua situație, imaginea este imaginară, iar formula pentruLva fi altul:L= f- d.A doua ecuație pentru sistem va fi aceeași. Argumentând în mod similar, obținem astad = 0,36 (m), af= 1,08 (m). Un calcul similar al distanței focale va da următorul rezultat: 0,54 (m).

Răspuns: Distanța focală a obiectivului este de 0,135 m sau 0,54 m.

În loc de o concluzie

Calea razelor într-o lentilă subțire este o aplicație practică importantă a opticii geometrice. La urma urmei, ele sunt folosite în multe dispozitive, de la simple lupe la microscoape și telescoape de precizie. Prin urmare, este necesar să știți despre ele.

Formula derivată a lentilelor subțiri permite rezolvarea multor probleme. Mai mult, vă permite să trageți concluzii despre ce fel de imagine produc diferitele tipuri de lentile. În acest caz, este suficient să cunoașteți distanța sa focală și distanța până la obiect.

Problema 1. La ce distanță se află focalizarea unei lentile subțiri față de centrul său optic dacă puterea optică a lentilei este de 5 dioptrii? La ce distanță ar fi focalizarea dacă puterea optică ar fi - 5 dioptrii? − 10 dioptrii? Dat: Soluție: Putere optică a lentilei:

Sarcina 2. Imaginea arată un obiect. Construiți-i imaginile pentru o lentilă convergentă și divergentă. Pe baza desenului, estimați mărirea liniară a lentilei. Soluţie:

Sarcina 3. Imaginea unui obiect a fost formată la o distanță de 30 cm de lentilă. Se știe că puterea optică a acestui obiectiv este de 4 dioptrii. Aflați creșterea liniară. Dat: SI: Soluție: Puterea optică a lentilei: Formula lentilei subțiri: Atunci

Sarcina 3. Imaginea unui obiect a fost formată la o distanță de 30 cm de lentilă. Se știe că puterea optică a acestui obiectiv este de 4 dioptrii. Aflați creșterea liniară. Dat: SI: Soluție: Apoi creștere liniară:

Problema 4. O imagine a unui obiect situat la o distanță de 40 cm de lentilă se formează la o distanță de 30 cm de lentilă. Găsiți distanța focală a acestui obiectiv. Află și la ce distanță trebuie așezat obiectul astfel încât imaginea să apară la o distanță de 80 cm Dat: SI: Soluție: Formula lentilei subțiri: Răspuns:

Problema 5. Un obiect este situat la o distanță de 10 cm de o lentilă convergentă subțire.Dacă este îndepărtat de lentilă cu 5 cm, atunci imaginea obiectului va fi de două ori mai aproape de lentilă. Găsiți puterea optică a acestui obiectiv. Dat: SI: Soluție: Formula lentilei subțiri: Puterea optică a lentilei: Atunci

Principala aplicare a legilor refracției luminii este în lentile.

Ce este o lentilă?

Cuvântul „lentila” în sine înseamnă „linte”.

O lentilă este un corp transparent delimitat pe ambele părți de suprafețe sferice.

Să vedem cum funcționează o lentilă pe principiul refracției luminii.

Orez. 1. Lentila biconvexă

Lentila poate fi împărțită în mai multe părți separate, fiecare dintre ele fiind o prismă de sticlă. Să ne imaginăm partea superioară a lentilei sub forma unei prisme triunghiulare: căzând pe ea, lumina este refractă și deplasată spre bază. Să ne imaginăm toate părțile următoare ale lentilei ca niște trapeze, în care un fascicul de lumină intră și iese din nou, deplasându-se în direcție (Fig. 1).

Tipuri de lentile(Fig. 2)

Orez. 2. Tipuri de lentile

Lentile convergente

1 - lentilă biconvexă

2 - lentilă plan-convexă

3 - lentilă convex-concavă

Lentile de difuzie

4 - lentila biconcava

5 - lentila plat-concava

6 - lentilă convex-concavă

Desemnarea lentilei

O lentilă subțire este o lentilă a cărei grosime este mult mai mică decât razele care îi delimitează suprafața (Fig. 3).

Orez. 3. Lentila subțire

Vedem că raza unei suprafețe sferice și a celeilalte suprafețe sferice este mai mare decât grosimea lentilei α.

Lentila refractează lumina într-un anumit fel. Dacă lentila converge, atunci razele sunt concentrate într-un punct. Dacă lentila este divergentă, atunci razele sunt împrăștiate.

A fost introdus un desen special pentru a indica diferite lentile (Fig. 4).

Orez. 4. Reprezentarea schematică a lentilelor

1 - reprezentare schematică a unei lentile convergente

2 - reprezentarea schematică a unei lentile divergente

Puncte și linii ale lentilei:

1. Centrul optic al lentilei

2. Axa optică principală a lentilei (Fig. 5)

3. Lentila de focalizare

4. Puterea obiectivului

Orez. 5. Axa optică principală și centrul optic al lentilei

Axa optică principală este o linie imaginară care trece prin centrul lentilei și este perpendiculară pe planul lentilei. Punctul O este centrul optic al lentilei. Toate razele care trec prin acest punct nu sunt refractate.

Un alt punct important al lentilei este focalizarea (Fig. 6). Este situat pe axa optică principală a lentilei. La punctul focal, toate razele care cad pe lentilă paralel cu axa optică principală se intersectează.

Orez. 6. Lentila de focalizare

Fiecare obiectiv are două puncte focale. Vom lua în considerare o lentilă echifocală, adică atunci când focarele sunt la aceeași distanță de lentilă.

Distanța dintre centrul lentilei și focalizare se numește distanță focală (segment din figură). A doua focalizare este situată pe partea din spate a lentilei.

Următoarea caracteristică a unui obiectiv este puterea optică a lentilei.

Puterea optică a unei lentile (notată cu ) este capacitatea unei lentile de a refracta razele. Puterea optică a lentilei este inversul distanței focale:

Distanța focală se măsoară în unități de lungime.

Pentru unitatea de putere optică, unitatea de măsură aleasă este una la care distanța focală este egală cu un metru. Această unitate de putere optică se numește dioptrie.

Pentru lentilele convergente, un semn „+” este plasat în fața puterii optice, iar dacă lentila este divergentă, atunci un semn „-” este plasat în fața puterii optice.

Unitatea de măsură a dioptriei se scrie după cum urmează:

Mai există un concept important pentru fiecare lentilă. Acesta este un truc imaginar și un truc real.

Focalizarea reală este focalizarea formată de razele refractate în lentilă.

Un focar imaginar este un focar care este format din continuarea razelor care trec prin lentilă (Fig. 7).

Focalizarea imaginară, de regulă, este cea a unei lentile divergente.

Orez. 7. Focalizarea imaginară a lentilei

Concluzie

În această lecție ați învățat ce este o lentilă și ce tipuri de lentile există. Ne-am familiarizat cu definiția unei lentile subțiri și principalele caracteristici ale lentilelor și am învățat ce este o focalizare imaginară, o focalizare reală și care este diferența lor.

Bibliografie

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. /Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizica 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizica 8. - M.: Gutarda, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizica 8. - M.: Iluminismul.

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

Teme pentru acasă

1. Sarcina 1. Determinați puterea optică a unei lentile convergente cu o distanță focală de 2 metri.
2. Sarcina 2. Care este distanța focală a unui obiectiv a cărui putere optică este de 5 dioptrii?
3. Sarcina 3. Poate o lentilă biconvexă să aibă putere optică negativă?