Запишите выражение для фокусного расстояния толстой линзы

Расстояния от точки предмета до центра линзы и от точки изобр-я до центра линзы называются сопряжёнными фокусными расстояниями.

Эти величины находятся в зависимости между собой и определяются формулой, называемой формулой тонкой линзы:

Где u – расстояние от линзы до предмета; v – расстояние от линзы до изображения; f – главное фокусное расстояние линзы. в случае толстой линзы формула остаётся без изменения с той лишь разницей, что расстояние отсчитывается не от центра линзы, а от главных плоскостей.

51. Какая линза называется тонкой?

[ Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.

Линзы входят в состав практически всех оптических приборов. Линзы бывают собирающими и рассеивающими. Собирающая линза в середине толще, чем у краев, рассеивающая линза, наоборот, в средней части тоньше]
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Если толщина самой линзы мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.
Тонкая линза - наиболее простой случай, когда толщина линзы l =|AB| пренебрежимо мала по сравнению с радиусами R1 и R2 поверхностей линзы и расстоянием предмета от линзы.

Точки А и B в тонкой линзе расположены столь близко друг к другу, что их можно принять за одну точку, которую называют оптическим центром линзы и обозначают точкой О. Луч света, проходящий через оптический центр линзы, практически не преломляется.
Прямую О1О2, проходящую через центры сферических поверхностей, которые ограничивают линзу, называют ее главной оптической осью. Главная оптическая ось тонкой линзы проходит через оптический центр. Любую другую прямую, проходящую через оптический центр, называют побочной оптической осью.
Формула тонкой линзы: Если расстояние от предмета до линзы обозначить через d, а расстояние от линзы до изображения через f, то формулу тонкой линзы можно записать в виде:

Линзы входят в состав практически всех оптических приборов. Линзы бывают собирающими и рассеивающими. Собирающая линза в середине толще, чем у краев, рассеивающая линза, наоборот, в средней части тоньше.
Собирающие (a) и рассеивающие (b) линзы и их условные обозначения:
52. Запишите выражение для фокусного расстояния тонкой линзы.
Фокусное расстояние линзы — расстояние от оптического центра линзы до ее главного фокуса

Данная формула справедлива только для тонкой линзы. Линза называется тонкой, если ее толщина много меньше, чем радиусы кривизны R1 и R2 обеих поверхностей
— Фокусное расстояние линзы, — Расстояние от предмета, до линзы, — Расстояние от линзы, до изображения

[

]

Аберрации оптических систем - искажения изображений, даваемых реальными оптическими системами, заключающиеся в том, что оптические изображения неточно соответствуют предмету, оказываются размыты (монохроматическая геометрическая аберрация оптической системы) или окрашены (хроматическая аберрация оптической системы). В большинстве случаев аберрации обоих типов проявляются одновременно.
____________________________________________________________________________
Аберрация - ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе. Аберрацию характеризуют различного вида нарушения гомоцентричности [ гомоцентрический -поскольку все составляющие его лучи (или их продолжения) проходят через одну точку в структуре пучков лучей, выходящих из оптической системы]. Существует также геометрическая и сферическая аберрации.
54. Как возникает и проявляется сферическая аберрация?
Сферическая аберрация - аберрация оптических систем из-за несовпадения фокусов для лучей света, проходящих на разных расстояниях от оптической оси.
Как известно сферическая аберрация - один из основных источников искажений в оптике телескопа. Она появляется в системах, содержащих элементы со сферическими поверхностями. Причина сферической аберрации в том, что отдельные кольцевые зоны оптической системы фокусируют изображение предмета на различных расстояниях от объектива, т.е. световые лучи, проходящие сквозь краевые зоны сферической линзы (или отражающиеся от сферического зеркала), фокусируются ближе к ним, чем прошедшие ближе к центру. В результате изображение светящейся точки выглядит яркой точкой, окруженной постепенно ослабевающим ореолом.
55. Как возникает и проявляется кома?
Кома приводит к нарушению гомоцентричности [ гомоцентрический – см выше] широких световых пучков, входящих в систему под углом к оптической оси.
Суть явления комы в том, что каждый участок оптической системы, удалённый от её оси на расстояние d (кольцевая зона), даёт изображение светящейся точки в виде кольца, радиус которого тем больше, чем больше d; может рассматриваться как сферическая аберрация лучей, проходящих не через оптическую ось системы. Центры колец не совпадают, в результате чего их наложение, то есть изображение точки, даваемое системой в целом, принимает вид несимметричного пятна рассеяния, похожего на комету. Этим сходством и обусловлено название аберрации. Размеры пятна пропорциональны квадрату угловой апертуры системы и удалению точки-объекта от оси оптической системы.

Схема образования комы: лучи, приходящие под углом к оптической оси собираются не в одной точке.

56. Как возникает и проявляется астигматизм?
Астигматизм — аберрация, при которой изображение точки, находящейся вне оси, и образуемое узким пучком лучей, представляет собой два отрезка прямой, расположенных перпендикулярно друг другу на разных расстояниях от плоскости фокуса.
Астигматизм объясняется зависимостью углов преломления лучей пучка от углов их падения. Так как отдельные лучи наклонного пучка падают на преломляющую поверхность под разными углами, то и преломляются на разные углы, пересекаясь на разном же расстоянии от преломляющей поверхности. Причём, можно найти такое положение для поверхности изображения, когда все лучи пучка расположенные в одной из плоскостей (меридиональной или сагиттальной) пересекутся на этой поверхности. Таким образом, астигматический пучок формирует изображение точки в виде двух астигматических фокальных линий, на соответствующих фокальных поверхностях, которые имеют форму поверхностей вращения кривых с различными параметрами, и касаются одна другой в точке оси системы.
Если положения этих поверхностей, для некоторой точки поля, не совпадают, то говорят о наличии астигматизма, понимая под этим астигматическую разность меридионального и сагиттального фокусов.
57. Как возникает и проявляется дисторсия?
Дисторсия (или геометрические искажения) - это аберрация, в результате которой прямые линии на изображении искривляются. Наличие дисторсии приводит к искажению прямых линий, не проходящих через ось.
На резкость дисторсия влияет незначительно, но в значительной мере определяет как передаются на изображении прямые линии. Наиболее распространены два типа дисторсии: бочкообразная и подушкообразная.
Дисторсия характерна тем, что ее величина нелинейно зависит от величины предмета, то есть увеличение различно для разных точек поля.

58. Какие аберрации называются хроматическими?
Хроматическая аберрация — разновидность аберраций оптических систем, обусловленная различием показателя преломления прозрачных сред от длины волны проходящего излучения. Из-за паразитной дисперсии фокусные расстояния для света разных цветов не совпадают.
Хроматическая аберрация ведёт к снижению чёткости изображения, а иногда также и к появлению на нём цветных контуров, полос, пятен, которые у предмета отсутствуют.
Хроматические разности геометрических аберраций.
В общем случае, каждая геометрическая аберрация зависит от цвета. Так, например, сферическая аберрация может быть различной для синих и для красных лучей («сферохроматизм»), и/или хроматическую разность аберраций наклонных пучков. Всё это также можно считать хроматическими аберрациями, поскольку это даёт побочные эффекты, в целом аналогичные хроматизму положения и увеличения.
59. Каково строение и оптические характеристики глаза?

Глаз — это система линз. Диаметр глаза ≈ 23 мм. Через глаз мы получаем до 90% информации.
Состоит из склеры 1 (за­щитная оболочка из эластичной ткани), роговицы. 1, каме­ры 3 (полость, заполненная прозрачной жидкостью), сосудистой оболочки 4, радужной оболочки 5, зрачка 6 (d от 2 до 8 мм), хрусталика 7 (n=1,44), мышц, изменяющих оптические свойства глаза 8,прозрачной студенистой массы 9 (глазное дно), сетчатки 10 (7 млн. колбочек, 130 млн. палочек, которые реагируют на свет разной частоты неодинаково), разветвлений зрительного нерва 11.

Характеристика изображения предмета на сетчатке глаза:
- изображение уменьшенное
- перевернутое
- действительное.
Основные свойства и оптические характеристики глаза:
Аккомодация —свойство глаза, обеспечивающее четкое восприятиеразноудаленных предметов. Изменяется главный фокус глаза от 16 до13 мм. Оптическая сила глаза от 60 до 75 дптр.

Адаптация —приспосабливаемость к различным условиям освещенности: диаметр зрачка меняется от 2 до 8 мм.

Острота зрения — свойство глаза раздельно различать две близкие точки.

Расстояние наилучшего зрения d₀=250 мм. Дальние предметы глаз видит без напряжения.

Также существуют определенные дефекты зрения, которые напрямую зависят от "состояния" глаз:
Дальнозоркость, Близорукость.

60. Что такое аккомодация?

Аккомодация - это приспособление глаза к рассматриванию предметов на разных расстояниях, это усиление рефракции глаза при переводе взгляда с более далеких предметов на более близкие.

Фокусировка глаза на предмете

Аккомодация (лат. accommodation - приспособление) - способность глаза обеспечивать четкое различение предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза. Смысл аккомодации заключается в том, что независимо от расстояния до рассматриваемого предмета изображение его всегда фокусируется на сетчатку.

Дата добавления: 2014-12-25