Dispozitiv telescop. Marea enciclopedie a petrolului și gazelor

Refracția luminii este utilizată pe scară largă în diverse instrumente optice: camere, binoclu, telescoape, microscoape. . . O parte indispensabilă și cea mai esențială a unor astfel de dispozitive este obiectivul.

O lentilă este un corp omogen optic transparent delimitat pe ambele părți de două suprafețe sferice (sau una sferică și una plană).

Lentilele sunt de obicei fabricate din sticlă sau materiale plastice speciale transparente. Vorbind despre materialul lentilei, îl vom numi sticlă, aceasta nu joacă un rol deosebit.

4.4.1 lentilă biconvexă

Considerăm mai întâi o lentilă delimitată pe ambele părți de două suprafețe sferice convexe (Fig. 4.16). O astfel de lentilă se numește lentilă biconvexă. Sarcina noastră acum este să înțelegem cursul razelor din această lentilă.

Orez. 4.16. Refracția într-o lentilă biconvexă

Cea mai simplă situație este cu un fascicul care se deplasează de-a lungul axei optice principale a axei de simetrie a lentilei. Pe fig. 4.16 această rază părăsește punctul A0 . Axa optică principală este perpendiculară pe ambele suprafețe sferice, astfel încât acest fascicul trece prin lentilă fără a fi refractat.

Acum să luăm un fascicul AB, care rulează paralel cu axa optică principală. În punctul B al fasciculului incident pe lentilă, este trasată MN normal la suprafața lentilei; deoarece fasciculul trece de la aer la sticlă optic mai densă, unghiul de refracție CBN este mai mic decât unghiul de incidență ABM. Prin urmare, raza refractată BC se apropie de axa optică principală.

În punctul C al ieșirii fasciculului din lentilă se trage și un P Q normal Fasciculul trece în aer optic mai puțin dens, deci unghiul de refracție QCD este mai mare decât unghiul de incidență P CB; fasciculul este din nou refractat către axa optică principală și îl traversează în punctul D.

Astfel, orice rază paralelă cu axa optică principală, după refracția în lentilă, se apropie de axa optică principală și o traversează. Pe fig. 4.17 prezintă modelul de refracție al unui fascicul de lumină suficient de larg paralel cu axa optică principală.

Orez. 4.17. Aberația sferică într-o lentilă biconvexă

După cum puteți vedea, un fascicul larg de lumină nu este focalizat de lentilă: cu cât fasciculul incident este mai departe de axa optică principală, cu atât mai aproape de lentilă traversează axa optică principală după refracție. Acest fenomen se numește aberație sferică și se referă la neajunsurile lentilelor, deoarece tot ne-am dori ca obiectivul să reducă un fascicul paralel de raze la un punct5.

O focalizare foarte acceptabilă poate fi obținută prin utilizarea unui fascicul de lumină îngust care trece în apropierea axei optice principale. Apoi aberație sferică aproape imperceptibil, vezi fig. 4.18.

Orez. 4.18. Focalizarea unui fascicul îngust cu o lentilă convergentă

Se vede clar că un fascicul îngust paralel cu axa optică principală, după trecerea prin lentilă, este colectat la aproximativ un punct F. Din acest motiv, obiectivul nostru se numește

colectare.

5 Focalizarea precisă a unui fascicul larg este într-adevăr posibilă, dar pentru aceasta suprafața lentilei trebuie să aibă o formă mai complexă decât una sferică. Slefuirea unor astfel de lentile este consumatoare de timp și nepractică. Este mai ușor să faci lentile sferice și să faci față aberației sferice emergente.

Apropo, aberația se numește sferică tocmai pentru că apare ca urmare a înlocuirii unei lentile nesferice complexe cu focalizare optimă cu una sferică simplă.

Punctul F se numește focarul lentilei. În general, o lentilă are două focare situate pe axa optică principală la dreapta și la stânga lentilei. Distanțele de la focare la lentilă nu sunt neapărat egale între ele, dar ne vom ocupa întotdeauna de situații în care focarele sunt situate simetric față de lentilă.

4.4.2 Lentila biconcava

Acum vom considera o lentilă complet diferită, delimitată de două suprafețe sferice concave (Fig. 4.19). O astfel de lentilă se numește lentilă biconcavă. La fel ca mai sus, vom urmări cursul a două raze, ghidați de legea refracției.

Orez. 4.19. Refracția într-o lentilă biconcavă

Fasciculul care părăsește punctul A0 și merge de-a lungul axei optice principale nu este refractat deoarece axa optică principală, fiind axa de simetrie a lentilei, este perpendiculară pe ambele suprafețe sferice.

Raza AB, paralelă cu axa optică principală, după ce prima refracție începe să se îndepărteze de aceasta (deoarece la trecerea din aer în sticlă \CBN< \ABM), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух \QCD >\PCB). O lentilă biconcavă transformă un fascicul de lumină paralel într-un fascicul divergent (Fig. 4.20) și, prin urmare, se numește unul divergent.

Aici se observă și aberația sferică: continuările razelor divergente nu se intersectează la un punct. Vedem că cu cât fasciculul incident este mai departe de axa optică principală, cu atât mai aproape de lentilă continuarea fasciculului refractat traversează axa optică principală.

Orez. 4.20. Aberația sferică într-o lentilă biconcavă

Ca și în cazul unei lentile biconvexe, aberația sferică va fi aproape imperceptibilă pentru un fascicul paraxial îngust (Fig. 4.21). Prelungirile razelor divergente de la lentilă se intersectează la aproximativ un punct la focarul lentilei F.

Orez. 4.21. Refracția unui fascicul îngust într-o lentilă divergentă

Dacă un astfel de fascicul divergent intră în ochiul nostru, atunci vom vedea un punct luminos în spatele lentilei! De ce? Amintiți-vă cum apare o imagine în oglindă plată: creierul nostru are capacitatea de a continua razele divergente până când acestea se intersectează și creează iluzia unui obiect luminos la intersecție (așa-numita imagine imaginară). Tocmai o astfel de imagine virtuală situată la focarul obiectivului este cea pe care o vom vedea în acest caz.

Pe lângă lentila biconvexă cunoscută nouă, sunt prezentate aici: o lentilă plan-convexă, în care una dintre suprafețe este plană, și o lentilă concav-convexă, combinând suprafețele de limită concave și convexe. Rețineți că pentru o lentilă concav-convexă suprafata convexa mai curbat (raza curburii sale este mai mică); prin urmare, efectul convergent al suprafeței de refracție convexe depășește efectul de împrăștiere al suprafeței concave, iar lentila în ansamblu este convergentă.

Toate lentilele de difuzie posibile sunt prezentate în Fig. 4.23.

Orez. 4.23. Lentile divergente

Împreună cu o lentilă biconcavă, vedem o lentilă plan-concavă (una dintre suprafețele căreia este plană) și o lentilă convex-concavă. Suprafața concavă a unei lentile convexe-concave este curbată într-o măsură mai mare, astfel încât efectul de împrăștiere al limitei concave prevalează asupra efectului convergent al limitei convexe, iar lentila în ansamblu este divergentă.

Încercați să construiți singur calea razelor în acele tipuri de lentile pe care nu le-am luat în considerare și asigurați-vă că acestea sunt într-adevăr convergente sau difuze. Acesta este un exercițiu grozav și nu este nimic dificil în el, exact aceleași construcții pe care le-am făcut mai sus!

Lecția video 2: Lentile divergente - Fizica în experimente și experimente

Lectura: Lentile convergente și divergente. Lentila subțire. Distanța focală și putere optică lentilă subțire

Obiectiv. Tipuri de lentile

După cum știți, totul fenomene fiziceși procesele sunt utilizate în proiectarea mașinilor și a altor echipamente. Refracția luminii nu face excepție. Acest fenomen a fost folosit la fabricarea de camere, binoclu, precum și ochiul uman este, de asemenea, un fel de dispozitiv optic capabil să schimbe cursul razelor. Pentru aceasta, se folosește o lentilă.

Obiectiv- aceasta este corp transparent, care este delimitată pe ambele părți de sfere.

LA curs şcolar fizica considera lentile din sticlă. Cu toate acestea, pot fi utilizate și alte materiale.

Există mai multe tipuri principale de lentile care îndeplinesc anumite funcții.

lentilă biconvexă

Dacă lentilele sunt formate din două emisfere convexe, atunci ele se numesc biconvexe. Să vedem cum se comportă razele când trec printr-o astfel de lentilă.

Pe imagine A 0 D este axa optică principală. Aceasta este raza care trece prin centrul lentilei. Lentila este simetrică față de această axă. Toate celelalte raze care trec prin centru se numesc axe laterale, în raport cu simetria lor nu este observată.

Luați în considerare un fascicul incident AB, care se refractă datorită trecerii la alt mediu. După ce fasciculul refractat atinge al doilea perete al sferei, acesta este refractat înainte de a traversa axa optică principală.

Din aceasta putem concluziona că, dacă un anumit fascicul a mers paralel cu axa optică principală, atunci după ce trece prin lentilă va traversa axa optică principală.

Toate razele care sunt aproape de axă se intersectează într-un punct, creând un fascicul. Acele raze care sunt departe de axă se intersectează într-un loc mai aproape de lentilă.

Fenomenul în care razele converg într-un punct se numește focalizarea, iar punctul de focalizare este se concentreze.

Focus ( distanta focala) se notează în figură prin litera F.

O lentilă în care razele sunt colectate la un punct în spatele ei se numește lentilă convergentă. Acesta este biconvex lentila este adunare.

Orice lentilă are două focare - acestea sunt în fața lentilei și în spatele acestuia.

Lentila biconcava

O lentilă formată din două emisfere concave se numește biconcav.

După cum se poate observa din figură, razele care lovesc o astfel de lentilă sunt refractate, iar la ieșire nu traversează axa, ci, dimpotrivă, tind de la aceasta.

Din aceasta putem concluziona că o astfel de lentilă se împrăștie și, prin urmare, este numită împrăștiere.

Dacă razele care s-au împrăștiat continuă în fața lentilei, atunci se vor aduna la un moment dat, care se numește focalizare imaginară.

Lentilele convergente și divergente pot lua și alte tipuri, așa cum se arată în figuri.

1 - biconvex;

2 - plan-convex;

3 - concav-convex;

4 - biconcav;

5 - plan-concav;

6 - convex-concav.

În funcție de grosimea lentilei, poate refracta razele mai mult sau mai puțin. Pentru a determina cât de puternic refractează o lentilă, o cantitate numită putere optică .

D este puterea optică a lentilei (sau a sistemului de lentile);

F este distanța focală a obiectivului (sau a sistemului de lentile).

[D] = 1 dioptrie. Unitatea de măsură a puterii optice a unei lentile este dioptria (m -1).

lentilă subțire

Când studiem lentilele, vom folosi conceptul de lentilă subțire.

Deci, luați în considerare figura, care arată o lentilă subțire. Deci o lentilă subțire este una în care grosimea este suficient de mică. Cu toate acestea, pentru legi fizice incertitudinea este inacceptabilă, deci termenul „suficient” este riscant de utilizat. Se crede că o lentilă poate fi numită subțire atunci când grosimea este mai mică decât razele celor două suprafețe sferice.

1340. Distanța focală a unui obiectiv este de 10 cm.Care este puterea sa optică?

1341. Distanța focală a unei lentile divergente este de 12,5 cm.Determină putere optică lentile.

1342. Distanța focală a celui mai mare telescop Pulkovo este de aproximativ 14 m. Care este puterea optică a lentilei sale?

1343. Care este distanța focală a unui obiectiv dacă puterea sa optică este de 0,4 dioptrii?

1344. Distanța focală a obiectivului unei camere este de 60 mm. Care este puterea optică a camerei?

1345. Sunt doua lentile: prima - cu o distanta focala de 5 cm, a doua - cu o distanta focala de 20 cm. Care dintre lentile refracteaza mai mult?

1346. O sursă de lumină a fost plasată în focarul principal al unei lentile convergente. Desenați cursul razelor.

1347. Construiți o imagine a unui creion vertical, format dintr-o lentilă convergentă, pentru cazul când creionul se află în spatele distanței focale duble.

1348. Creionul se află între focalizare și distanța focală dublă a lentilei convergente. Trasează imaginea rezultată.

1349. Construiți o imagine a unui creion care se află între focalizarea unei lentile convergente și obiectivul în sine.

1350. O lentilă convergentă împrăștie razele incidente pe lentilă de la o sursă punctiformă de lumină. Unde este sursa punctuală de lumină în acest caz?

1351. Arătați prin construcție cel mai simplu mod de a determina distanța focală principală a unei lentile convergente. Prezentați această experiență.

1352. Obiectul AB se află în focarul dublu al lentilei convergente (Fig. 169). Construiește-i imaginea. Descrieți imaginea.

1353. Construiți o imagine a unei surse punctiforme de lumină S, care formează o lentilă convergentă, pentru cazurile prezentate în Figura 170.

1354. O lentilă divergentă oferă o imagine a unui obiect AB (Fig. 171). Trasați această imagine și enumerați proprietățile ei. Cum depinde dimensiunea imaginii de distanța dintre obiect și obiectiv?

1355. Construiți o imagine a unui punct luminos S, format dintr-o lentilă divergentă (Fig. 172). Descrieți imaginea.

1356. În figura 173, OO' este axa optică principală a lentilei, S este o sursă punctiformă de lumină, S' este imaginea acesteia. Trasează poziția lentilei și focarele sale. Stabiliți dacă este o lentilă convergentă sau divergentă?

1357. Într-una din casetele din figura 174 există o lentilă convergentă, în cealaltă - una divergentă. Determinați prin construcție care lentilă este care.

1358. Un obiect este situat la o distanță de 20 cm de lentila convergentă, iar imaginea lui se află la o distanță f = 10 cm de lentilă. Care este distanța lentilei?

1359. De la fiolă la lentila convergentă, distanța este d=30 cm, iar imaginea sa reală până la lentilă este distanța f=60 cm.Determină distanța focală a lentilei.

1360. Obiectul se află la o distanță de 40 cm de lentila convergentă. Imaginea lui a fost obtinuta la o distanta de 120 cm.Care este distanta focala a obiectivului?

1361. Un creion este plasat la o distanță de 50 cm de o lentilă convergentă. Cât de departe este imaginea de lentilă? Distanța focală a lentilei este de 10 cm. Descrieți imaginea unui creion.

1362.Imaginea unui obiect format dintr-o lentila convergenta a fost obtinuta la o distanta de 22 cm.Distanza focala a lentilei este de 20 cm.La ce distanta se afla obiectul fata de lentila daca:
a) imaginea lui este reală;
b) imaginea lui este imaginară?

1363. Există o lentilă goală din sticlă biconvexă în apă umplută cu aer. Un fascicul paralel de raze de lumină cade pe lentilă. Cum va fi acest fascicul după trecerea prin lentilă? Faceți un desen.
Ce fel de imagini va da un astfel de obiectiv în apă? Este o lentilă biconvexă întotdeauna o lentilă convergentă?

1364. Analizați o problemă similară pentru o lentilă goală biconcavă umplută cu aer și situată în apă. Dacă există ochelari de ceas în sala de fizică a școlii, faceți din ei lentilele descrise mai sus și experimentați cu ele.

1365. Folosind formula unei lentile convergente:
1/d+1/f=1/F, se calculează poziția și se determină natura imaginii obiectelor aflate la distanțe diferite de lentilă, pentru cazurile indicate în tabel.
Pentru cazurile d

1366. Scrieți formula unei lentile divergente, ținând cont că distanța de la centrul optic al lentilei până la imaginea virtuală a unui punct se ia cu semnul minus.

1367. Determinați puterea optică a unui obiectiv a cărui distanță focală este de 10 cm; - 10 cm.

1368. La ce distanţă de o lentilă cu distanţa focală F = 10 cm se va obţine imaginea unui obiect plasat la o distanţă de 50 cm de lentilă?

1369. Imaginea unui obiect aşezat la o distanţă de 40 cm de o lentilă biconvexă a fost obţinută la o distanţă de 15 cm de lentilă. Determinați distanța focală a lentilei și dimensiunea imaginii dacă dimensiunea obiectului în sine este de 60 cm.

1370. Într-o fotografie realizată de o cameră cu un obiectiv fotografic cu o distanță focală de 13,5 cm, cu o lungime a camerei de 15 cm, s-a obținut o imagine a unui obiect de dimensiunea de 2 cm.Care este dimensiunea reală a obiectului?

1371. Distanța dintre bec și ecran este L = 150 cm.Între ele este plasată o lentilă convergentă care oferă o imagine clară a filamentelor becului de pe ecran în două poziții ale lentilei. Care este distanța focală a lentilei dacă distanța dintre pozițiile indicate ale lentilei este l = 30 cm?

1372. Un obiect se află la o distanță de 20 cm de lentilă, iar imaginea lui reală se află la o distanță de 5 cm de lentilă. Determinați puterea optică a lentilei.

1373. Imaginea propriu-zisă a unei bule cu lipici a fost obținută la o distanță de 42 cm de lentilă, a cărei putere optică este de 2,5 dioptrii. Cât de departe este bula de lentilă?

1374. Un obiect se află la o distanță de 30 cm de o lentilă divergentă, imaginea sa virtuală se află la o distanță de 15 cm de lentilă. Specifică distanța focală a obiectivului.

1375. Puterea optică a lentilei este de 2,5 dioptrii. Sursa de lumină este situată pe axa sa optică principală. Cât de departe este sursa de lumină de lentilă?

1376. Un obiect de 50 cm înălțime este situat la o distanță d=60 cm de o lentilă convergentă cu distanța focală F=40 cm.Determină înălțimea imaginii.

1377. Un bărbat de 2 m înălțime a fost fotografiat cu o cameră (distanța focală a obiectivului 12 cm). dimensiunea persoanei din imagine era de 10 mm. determinați distanța dintre persoană și obiectiv.

1378*. Lentila proiectorului are o distanta focala de 15 cm si se afla la o distanta de 6 m de ecran. Determinați mărirea liniară a imaginii de pe ecran.

1379*. În loc de un obiectiv cu o distanță focală de 15 cm (vezi sarcina anterioară), punem un obiectiv cu o distanță focală de 12 cm.Care este mărirea imaginii de pe ecran?

1382*. Credeți că este posibil să obțineți o imagine a unui diapozitiv de la un proiector pe un ecran de oglindă?
Nu. Pentru că toate razele vor fi reflectate de la suprafață.

1383*. Trasează calea razelor la microscop.

1384. Desenați calea razelor în telescop.

lentilă biconvexă

Lentila plano-convexa

Caracteristicile lentilelor subțiri

În funcție de forme, există colectiv(pozitiv) și împrăștiere lentile (negative). Grupul de lentile convergente include de obicei lentile, în care mijlocul este mai gros decât marginile lor, iar grupul de lentile divergente este lentile, ale căror margini sunt mai groase decât mijlocul. Rețineți că acest lucru este adevărat numai dacă indicele de refracție materialul lentilelor are mai mult de mediu inconjurator. Dacă indicele de refracție al lentilei este mai mic, situația se va inversa. De exemplu, o bula de aer în apă este o lentilă de difuzie biconvexă.

Lentilele sunt de obicei caracterizate prin lor putere optică(măsurată în dioptrii), sau distanta focala.

Pentru construcția de dispozitive optice cu corectate aberație optică(în primul rând - cromatic, condiționat dispersia luminii , - acromaticiși apocromate) alte proprietăți ale lentilelor / materialelor acestora sunt, de asemenea, importante, de exemplu, indicele de refracție, coeficientul de dispersie, transmisia materialului în domeniul optic selectat.

Uneori, lentilele/sistemele optice de lentile (refractorii) sunt special concepute pentru a fi utilizate în medii cu relativ coeficient ridicat refracție (vezi microscop de imersie, lichide de imersie).

Tipuri de lentile:
Adunarea:
1 - biconvex
2 - plat-convex
3 - concav-convex (menisc pozitiv)
Risipirea:
4 - biconcav
5 - plat-concav
6 - convex-concav (menisc negativ)

O lentilă convex-concavă se numește meniscși poate fi colectiv (se îngroașă spre mijloc) sau împrăștiat (se îngroașă spre margini). Meniscul, ale cărui raze ale suprafeței sunt egale, are o putere optică egală cu zero (folosit pentru a corecta dispersie sau ca lentilă de acoperire). Deci, lentilele ochelarilor miopi sunt de obicei meniscuri negative.

O proprietate distinctivă a unei lentile convergente este capacitatea de a colecta razele incidente pe suprafața sa într-un punct situat pe cealaltă parte a lentilei.

Elementele principale ale obiectivului: NN - principal axa optică- o linie dreaptă care trece prin centrele suprafețelor sferice limitând lentila; O- centru optic- un punct care, pentru lentilele biconvexe sau biconcave (cu aceleași raze de suprafață), este situat pe axa optică din interiorul lentilei (în centrul acesteia).
Notă. Calea razelor este prezentată ca într-o lentilă idealizată (plată), fără a indica refracția la limita fazei reale. În plus, este afișată o imagine oarecum exagerată a unei lentile biconvexe.

Dacă un punct luminos S este plasat la o anumită distanță în fața lentilei convergente, atunci un fascicul de lumină îndreptat de-a lungul axei va trece prin lentilă în cel mai scurt timp. refractat, iar razele care nu trec prin centru vor fi refractate spre axa optică și se vor intersecta pe aceasta într-un punct F, care va fi imaginea punctului S. Acest punct se numește focalizare conjugată, sau pur și simplu se concentreze.

Dacă lumina dintr-o sursă foarte îndepărtată cade pe lentilă, ale cărei raze pot fi reprezentate ca călătorind într-un fascicul paralel, atunci la ieșirea din lentilă, razele vor fi refractate la un unghi mai mare, iar punctul F se va apropia de lentila pe axa optică. În aceste condiții, se numește punctul de intersecție al razelor care ies din lentilă concentrare principala F', iar distanța de la centrul lentilei până la focalizarea principală este distanța focală principală.

Razele incidente pe o lentilă divergentă, la ieșirea din ea, vor fi refractate spre marginile lentilei, adică vor fi împrăștiate. Dacă aceste raze continuă în direcția opusă așa cum se arată în figură prin linia punctată, atunci ele vor converge într-un punct F, care va fi se concentreze acest obiectiv. Acest focus va imaginar.

Focalizarea aparentă a unei lentile divergente

Ceea ce s-a spus despre focalizarea pe axa optică principală se aplică în mod egal acelor cazuri când imaginea unui punct este situată pe o axă optică secundară sau înclinată, adică o linie care trece prin centrul lentilei la un unghi față de axa principală. axa optică. Planul perpendicular pe axa optică principală, situat la focarul principal al lentilei, se numește planul focal principal, iar în focusul conjugat - doar plan focal.

Lentilele colectoare pot fi direcționate către obiect de orice parte, drept urmare razele care trec prin lentilă pot fi colectate de pe una sau cealaltă parte a acestuia. Astfel, lentila are două focare - fațăși spate. Ele sunt situate pe axa optică pe ambele părți ale lentilei la o distanță focală față de centrul lentilei.

Imagini cu o lentilă convergentă subțire

La descrierea caracteristicilor lentilelor, a fost luat în considerare principiul construirii unei imagini a unui punct luminos la focalizarea lentilei. Razele incidente pe lentilă din stânga trec prin focalizarea din spate, iar razele incidente din dreapta trec prin focalizarea frontală. De remarcat că la lentilele divergente, dimpotrivă, focalizarea din spate este situată în fața lentilei, iar cea din față în spate.

Se obține construcția printr-o lentilă a unei imagini a obiectelor având o anumită formă și dimensiune în felul următor: Să presupunem că linia AB reprezintă un obiect aflat la o anumită distanță de lentilă, mult mai mare decât distanța sa focală. Din fiecare punct al obiectului prin lentilă vor trece un număr nenumărat de raze, dintre care, pentru claritate, figura arată schematic mersul a doar trei raze.

Cele trei raze care emană din punctul A vor trece prin lentilă și se vor intersecta în punctele lor de fuga respective pe A 1 B 1 pentru a forma o imagine. Imaginea rezultată este valabilși cu susul în jos.

In acest caz, imaginea a fost obtinuta in focarul conjugat intr-un plan focal FF, oarecum indepartat de planul focal principal F'F', trecand paralel cu acesta prin focarul principal.

Dacă obiectul se află la o distanță infinită de lentilă, atunci imaginea sa este obținută în focalizarea din spate a lentilei F' valabil, cu susul în josși redus la un punct similar.

Dacă un obiect este aproape de lentilă și se află la o distanță mai mare de două ori distanța focală a lentilei, atunci imaginea acestuia va fi valabil, cu susul în josși redusși va fi situat în spatele focusului principal pe segmentul dintre acesta și distanța focală dublă.

Dacă un obiect este plasat la de două ori distanța focală a lentilei, atunci imaginea rezultată se află pe cealaltă parte a lentilei la de două ori distanța focală față de acesta. Se obține imaginea valabil, cu susul în josși egale ca marime subiect.

Dacă un obiect este plasat între focalizarea frontală și distanța focală dublă, atunci imaginea va fi luată dincolo de distanța focală dublă și va fi valabil, cu susul în josși mărită.

Dacă obiectul se află în planul focarului principal frontal al lentilei, atunci razele, care au trecut prin lentilă, vor merge în paralel, iar imaginea poate fi obținută doar la infinit.

Dacă un obiect este plasat la o distanță mai mică decât distanța focală principală, atunci razele vor părăsi lentila într-un fascicul divergent, fără a se intersecta nicăieri. Rezultă o imagine imaginar, directși mărită, adică, în acest caz, lentila funcționează ca o lupă.

Este ușor de observat că atunci când un obiect se apropie de la infinit de focalizarea frontală a lentilei, imaginea se îndepărtează de focalizarea din spate și, atunci când obiectul atinge planul de focalizare frontală, se află la infinit de acesta.

Acest model are mare importanță in practica diferite feluri munca fotografică, prin urmare, pentru a determina relația dintre distanța de la obiect la obiectiv și de la obiectiv la planul imaginii, este necesar să se cunoască principalele formula lentilelor.

Formula pentru lentile subțiri

Distanțele de la punctul obiectului până la centrul lentilei și de la punctul imaginii până la centrul lentilei se numesc distanțe focale conjugate.

Aceste cantități sunt dependente una de cealaltă și sunt determinate de o formulă numită formula de lentile subțiri:

unde este distanța de la lentilă la obiect; - distanta de la obiectiv la imagine; este distanța focală principală a obiectivului. În cazul unei lentile groase, formula rămâne neschimbată cu singura diferență că distanțele sunt măsurate nu de la centrul lentilei, ci de la avioane principale.

Pentru a găsi una sau alta cantitate necunoscută cu două cunoscute, utilizați următoarele ecuații:

Trebuie remarcat faptul că semnele cantităților u , v , f sunt alese pe baza următoarelor considerații - pentru o imagine reală dintr-un obiect real într-o lentilă convergentă - toate aceste mărimi sunt pozitive. Dacă imaginea este imaginară, distanța până la ea este considerată negativă, dacă obiectul imaginar- distanța până la acesta este negativă, dacă obiectivul este divergent - distanța focală este negativă.

Scala imaginii

Scara imaginii () este raportul dintre dimensiunile liniare ale imaginii și dimensiunile liniare corespunzătoare ale obiectului. Acest raport poate fi exprimat indirect ca o fracție, unde este distanța de la obiectiv la imagine; este distanța de la lentilă la obiect.

Aici există un factor de reducere, adică un număr care arată de câte ori dimensiunile liniare ale imaginii sunt mai mici decât dimensiunile liniare reale ale obiectului.

În practica calculelor, este mult mai convenabil să exprimați acest raport în termeni de sau , unde este distanța focală a obiectivului.

.

Calculul distanței focale și al puterii optice a lentilei

Lentilele sunt simetrice, adică au aceeași distanță focală indiferent de direcția luminii - stânga sau dreapta, ceea ce, totuși, nu se aplică altor caracteristici, de exemplu, aberatii, a cărui valoare depinde de ce parte a lentilei este îndreptată spre lumină.

Combinație de lentile multiple (sistem centrat)

Lentilele pot fi combinate între ele pentru a construi sisteme optice complexe. Puterea optică a unui sistem de două lentile poate fi găsită ca o simplă sumă a puterilor optice ale fiecărei lentile (cu condiția ca ambele lentile să fie considerate subțiri și să fie situate aproape una de alta pe aceeași axă):

.

Dacă lentilele sunt situate la o anumită distanță unele de altele și axele lor coincid (un sistem de un număr arbitrar de lentile cu această proprietate se numește sistem centrat), atunci puterea lor optică totală poate fi găsită cu un grad suficient de precizie din următoarea expresie:

,

unde este distanța dintre avioane principale lentile.

Dezavantajele unui obiectiv simplu

În echipamentele fotografice moderne, se impun cerințe ridicate la calitatea imaginii.

Imaginea dată de un obiectiv simplu, din cauza unei serii de neajunsuri, nu îndeplinește aceste cerințe. Eliminarea majorității deficiențelor se realizează prin selectarea adecvată a unui număr de lentile într-un sistem optic centrat - obiectiv. Imaginile realizate cu lentile simple au diverse dezavantaje. Dezavantajele sistemelor optice sunt numite aberatii, care sunt împărțite în următoarele tipuri:

• Aberații geometrice
• Aberația difractivă(aceasta aberație este cauzată de alte elemente sistem optic, și nu are nimic de-a face cu obiectivul în sine).

Lentile cu proprietăți deosebite

Lentile din polimer organic

Lentile de contact