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

Lentilele sunt corpuri transparente pentru o radiație dată, delimitate de două suprafețe de diferite forme (sferice, 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.

Se spune că o lentilă este subțire dacă grosimea sa este mult 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 converge dacă refractă razele care trec prin ea către axa optică și diverge dacă deviază razele de la axa optică.

FORMULA LENTILELOR

Luați 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 fasciculul incident - prin și cu fasciculul refractat (sau continuarea acestuia) - prin punctul se află centrul suprafeței sferice (Fig. IV). .41); să notăm distanţele ca raza de curbură a suprafeţei). În funcție de unghiul de incidență al razelor pe o suprafață sferică, sunt posibile diferite aranjamente ale punctelor față de punctul O. IV.41 arată cursul razelor incidente pe o suprafață convexă la diferite unghiuri de incidență a, cu condiția ca unde să fie indicele de refracție al mediului din care provine raza incidentă 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), se obține, după reducerea cu formula unei suprafețe sferice de refracție:

Cunoscând distanța de la „obiect” la suprafața de refracție, este posibil să se calculeze distanța de la suprafață la „imagine” folosind această formulă

Rețineți că atunci când formula (1.35) a fost derivată, valoarea a fost redusă; aceasta înseamnă că toate razele paraxiale care ies din punct, indiferent de unghiul pe care îl fac cu axa optică, se vor aduna în punct.

După ce am efectuat raționament similar 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 de aceeași parte a suprafeței de refracție pe care se află punctul, atunci distanța

și ar trebui luate cu semnul minus; dacă punctul sau se află pe cealaltă parte a suprafeței în raport cu punctul, atunci distanțele trebuie luate cu semnul plus. Aceeași regulă a semnelor se va obține dacă avem în vedere refracția razelor printr-o suprafață sferică concavă. În acest scop, puteți utiliza aceleași desene prezentate în Fig. IV.41, fie și numai pentru a schimba direcția razelor spre opus și a schimba denumirile indicilor de refracție.

Lentilele au două suprafețe de refracție, ale căror raze de curbură și pot fi identice sau diferite. Luați în considerare o lentilă biconvexă; pentru un fascicul care trece printr-o astfel de lentilă, prima suprafață (de intrare) este convexă, iar a doua (ieșire) este concavă. Formula de calcul a datelor poate fi obținută utilizând formulele (1.35) pentru intrare și (1.36) pentru suprafața de ieșire (cu o cale inversă a razei, deoarece raza trece de la mediu la mediu).

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

Din acest raport se poate observa că o valoare constantă, adică sunt interconectate. 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, atunci obținem

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

Formula (1.38) este derivată cu condiția ca același mediu să fie pe ambele părți ale lentilei. Dacă indicii de refracție ai mediilor adiacente suprafețelor lentilei sunt diferiți (de exemplu, 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 raportul dintre indicii de refracție ai substanței 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 focalizarea primei lentile. Fasciculul care părăsește prima lentilă va fi paralel 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 componente:

(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 convergentă (dacă sau divergentă (dacă lentilă. Pentru două lentile subțiri situate la o distanță a una de alta) (Fig. IV. 43) , puterea optică este în funcție de a și distanțe focale ale lentilelor și

(concav sau împrăștiat). Calea razelor în aceste tipuri de lentile este diferită, dar lumina este întotdeauna refractată, totuși, pentru a lua în considerare structura și principiul lor de funcționare, trebuie să se familiarizeze cu conceptele care sunt aceleași pentru ambele tipuri.

Dacă desenăm suprafețele sferice ale celor două laturi ale lentilei în sfere pline, 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 se află punctul în care sunt colectate toate razele care au trecut prin lentila convergentă. În cazul unei lentile divergente, este posibil să se deseneze prelungiri de raze divergente, iar atunci vom obține un punct, situat tot pe axa optică, în care converg toate aceste prelungiri. Acest punct se numește focalizarea lentilei.

Lentila convergentă are o focalizare reală și este situată pe partea din spate a razelor incidente, în timp ce lentila 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 focalizarea lentilei este distanța focală a lentilei.

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

Puterea optică a lentilei: formulă, unitate de măsură

Pentru a caracteriza puterea de mărire a lentilei, 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 unei astfel de lentile, a cărei distanță focală este de 1 metru. Cu cât distanța focală este mai mică, cu atât puterea optică va fi mai mare, adică cu atât acest obiectiv mărește mai mult imaginea.

Deoarece focalizarea unei lentile divergente este imaginară, am convenit să considerăm distanța focală a acesteia ca 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 valori 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 margini mai gros. În primul caz, va fi numit 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 făcute dintr-o substanță care este mai mult decât cea a aerului. Prin urmare, o lentilă convexă va fi convergentă, în timp ce o lentilă concavă va fi divergentă.

Caracteristici generale

Înainte de a vorbi despreformula de lentile subțiri, trebuie să definiți conceptele de bază. Ele trebuie cunoscute. Deoarece diverse sarcini se vor referi în mod constant la ele.

Axa optică principală este o linie 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 valoare care determină distanța focală a acesteia. Deci, focalizarea este un punct pe axa optică principală. 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 face referire la elD.Valoarea sa este întotdeauna reciproca focalizării, adică.D= 1/ F.Puterea optică se măsoară în dioptrii (dioptrii abreviate).

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, acestea sunt aceleași și sunt prezentate în tabel.

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

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

De ce aveți nevoie pentru a construi o imagine într-o lentilă subțire

Acest lucru este necesar de știut pentru a obține formula pentru o lentilă subțire, convergentă sau divergentă. Desenul începe cu faptul că ambele lentile au propria lor reprezentare schematică. Ambele arată ca o tăietură. Numai la săgețile de colectare de la capetele sale sunt îndreptate spre exterior, iar la săgețile de împrăștiere - în interiorul acestui segment.

Acum pentru acest segment este necesar să se deseneze o perpendiculară pe mijlocul său. Aceasta va afișa axa optică principală. Pe el, pe ambele părți ale lentilei, la aceeași distanță, ar trebui să fie marcate focalizările.

Obiectul a cărui imagine urmează să fie construită este desenat ca o săgeată. Arată unde se află partea de sus a articolului. În general, obiectul este plasat paralel cu lentila.

Cum să construiți 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 se află în spatele lentilei și fasciculul trece prin ea. Când se ia în considerare un fascicul de împrăștiere, fasciculul trebuie desenat astfel încât continuarea sa să treacă prin focalizarea din fața lentilei.

Trecând direct prin centrul optic al lentilei. El nu-și schimbă direcția după ea.

Există situații în care obiectul este plasat perpendicular pe axa optică principală și se termină pe aceasta. 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 pe axa din ea. Aceasta va fi imaginea articolului.

Intersecția punctelor construite dă imaginea. O lentilă convergentă subțire produce o imagine reală. Adică se obține direct la intersecția razelor. O excepție este situația în care obiectul este plasat între obiectiv și focalizare (ca într-o lupă), atunci imaginea se dovedește a fi imaginară. 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 - linia punctată. Acest lucru se datorează faptului că primul este de fapt prezent acolo, iar al doilea este doar văzut.

Derivarea formulei lentilelor subțiri

Este convenabil să faceți acest lucru pe baza unui desen care ilustrează construcția unei imagini reale într-o lentilă convergentă. Denumirea segmentelor este indicată în desen.

Secțiunea optică este numită geometrică dintr-un motiv. Vor fi necesare cunoștințe de la această secțiune de matematică. Mai întâi trebuie să luați în considerare triunghiurile AOB și A 1 OV 1 . Sunt similare deoarece au două unghiuri egale (dreapta și verticală). Din asemănarea lor rezultă că modulele segmentelor A 1 LA 1 și AB sunt legate ca module ale segmentelor OB 1 și OV.

Asemănătoare (pe baza aceluiași principiu la două unghiuri) sunt încă două triunghiuri:COFsi A 1 Facebook 1 . Rapoartele unor astfel de module ale segmentelor sunt egale în ele: A 1 LA 1 cu CO șiFacebook 1 CuDE.Pe baza construcției, segmentele AB și CO vor fi egale. Prin urmare, părțile din stânga egalităților indicate ale rapoartelor sunt aceleași. Prin urmare, cei potriviti sunt egali. Adică OV 1 / RH este egalFacebook 1 / DE.

În această egalitate, segmentele marcate cu puncte pot fi înlocuite cu conceptele fizice corespunzătoare. Deci OV 1 este distanța de la obiectiv la imagine. RH este distanța de la obiect la lentilă.DE-distanta focala. Un segmentFacebook 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. Distanța focală difuză este negativă. Acest lucru duce la o schimbare în egalitate. Adevărat, este nesemnificativ. Doar că în formula pentru o lentilă divergentă subțire există un minus în fața raportului 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. Merită să începem cu introducerea notației și conversia unităților în C. Da, cunoscutd= 30 cm = 0,3 m șiF\u003d 0,26 m. Acum trebuie să alegeți formule, principala este cea indicată pentru mărire, a doua - pentru o lentilă convergentă subțire.

Ele trebuie combinate cumva. Pentru a face acest lucru, va trebui să luați în considerare desenul imaginii într-o lentilă convergentă. Triunghiuri similare arată că Г = H/h= f/d. Adică, pentru a găsi creșterea, va trebui să calculați raportul dintre distanța față de imagine și distanța până la obiect.

Al doilea este cunoscut. Dar se presupune că distanța până la imagine este 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, soluția problemei pentru formula unei lentile subțiri se reduce la calcule elementare. Rămâne să înlocuim cantitățile cunoscute:

G \u003d 0,26 / (0,3 - 0,26) \u003d 0,26 / 0,04 \u003d 6,5.

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

Sarcina pe care să se concentreze

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

Soluţie. Datele ar trebui să includă următoarele valori:d=1 m șif\u003d 25 cm \u003d 0,25 m. Aceste informații sunt suficiente pentru a calcula distanța focală din formula lentilei subțiri.

Deci 1/F\u003d 1/1 + 1 / 0,25 \u003d 1 + 4 \u003d 5. Dar în sarcină este necesar să cunoașteți focalizarea, și nu puterea optică. Prin urmare, rămâne doar 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 imagine

Condiție. Lumânarea a fost plasată la o distanță de 15 cm de lentila convergentă. Puterea sa optică este de 10 dioptrii. Ecranul din spatele lentilei este plasat astfel încât să se obțină o imagine clară a lumânării pe acesta. Care este această distanță?

Soluţie. Rezumatul ar trebui să includă următoarele informații: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 puseDin loc de 1/F.

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

f= d/ ( dd- 1).

Acum trebuie să înlocuiți toate numerele și să numărați. Se pare că această valoare ptf:0,3 m

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

Problema distanței dintre un obiect și imaginea acestuia

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

Soluţie. Distanța dintre un obiect și imaginea acestuia este indicată convenabil prin literăL\u003d 72 cm \u003d 0,72 m. Creșteți D \u003d 3.

Două situații sunt posibile aici. Primul este că subiectul se află în spatele focalizării, adică imaginea este reală. În al doilea - obiectul dintre 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, rezultă căf= 3 d.Apoi primul este convertit astfel: 0,72 = 4d.Din el este ușor de număratd=018 (m). Acum este ușor de determinatf= 0,54 (m).

Rămâne 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 diferit:L= f- d.A doua ecuație pentru sistem va fi aceeași. Argumentând în mod similar, obținem astad=036 (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 o simplă lupă la microscoape și telescoape precise. 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 oferă diferite tipuri de lentile. În acest caz, este suficient să cunoașteți distanța sa focală și distanța până la obiect.

Sarcina 1. La ce distanță se află focalizarea unei lentile subțiri de centrul său optic dacă puterea optică a lentilei este de 5 dioptrii? La ce distanta ar fi focalizarea la o putere optica de - 5 dioptrii? − 10 dioptrii? Dat: Soluție: Puterea optică a lentilei:

Sarcina 2. Figura prezintă un obiect. Trasează imaginile pentru o lentilă convergentă și divergentă. Pe baza desenului, estimați mărirea liniară a lentilei. Soluţie:

Sarcina 3. Imaginea obiectului 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 lentilei: Formula lentilei subțiri: Atunci

Sarcina 3. Imaginea obiectului 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:

Sarcina 4. Imaginea 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. Aflați și cât de departe trebuie plasat obiectul astfel încât imaginea să fie la o distanță de 80 cm Dat: SI: Soluție: Formula lentilei subțiri: Răspuns:

Sarcina 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 se va apropia de lentilă de două ori. Găsiți puterea optică a acestui obiectiv. Dat: SI: Soluție: Formula lentilei subțiri: Puterea lentilei: Atunci

Principala aplicare a legilor refracției luminii sunt lentilele.

Ce este o lentilă?

Chiar cuvântul „lentila” înseamnă „linte”.

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

Luați în considerare cum funcționează lentila 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 ca o prismă triedră: căzând pe ea, lumina este refractă și deplasată spre bază. Să ne imaginăm toate părțile următoare ale lentilei ca niște trapeze, în care fasciculul de lumină trece din nou și 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 divergente

4 - lentila biconcava

5 - lentilă plan-concavă

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.

O lentilă refractă lumina într-un anumit fel. Dacă lentila converge, atunci razele sunt colectate într-un punct. Dacă lentila este divergentă, atunci razele sunt împrăștiate.

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

Orez. 4. Reprezentarea schematică a lentilelor

1 - reprezentare schematică a unei lentile convergente

2 - reprezentarea schematică a unei lentile divergente

Punctele și liniile lentilei:

1. Centrul optic al lentilei

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

3. Lentila de focalizare

4. Puterea optică a lentilei

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 (segmentul de linie 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 (notat) 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 se alege o astfel de unitate de măsură în care distanța focală este de 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 dioptrie se scrie astfel:

Pentru fiecare obiectiv există un alt concept important. Acesta este un focus imaginar și un focus real.

Focalizarea reală este o astfel de focalizare, care este formată din razele refractate în lentilă.

Focalizarea imaginară este focalizarea, care se formează prin continuarea razelor care au trecut prin lentilă (Fig. 7).

Focalizarea imaginară, de regulă, este cu o lentilă divergentă.

Orez. 7. Focalizarea lentilelor imaginare

Concluzie

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

Bibliografie

1. Gendenstein 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.: Butard, 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 o putere optică negativă?