Тонкая линза

Линза – это прозрачное тело, имеющее одну или две криволинейные поверхности, ограничивающие тело. Линза называется тонкой, если ее толщина много меньше радиусов ее кривизны.

Основные элементы линз (рис. 68).

Рис. 68

О – оптический центр линзы; ПЛ – плоскость линзы перпендикулярная к рисунку; ГОО – главная оптическая ось (одна); ПОО – побочная оптическая ось (много); F – главный фокус линзы (расстояние до оптического центра); F_П – побочный фокус линзы; 2 F – двойное фокусное расстояние; ФП – фокальная плоскость, перпендикулярная к рисунку.

Лучи света, идущие через линзу от какого-либо объекта, формируют после прохождения линзы изображение этого объекта. Для построения изображения необходимо пользоваться следующими правилами:

1-е правило. Лучи света, идущие вдоль любой оптической оси, при прохождении через линзу не преломляются.

2-е правило. Лучи света, идущие параллельно любой оптической оси, после прохождения линзы собираются в фокусе. В главном или в побочном. Все побочные фокусы и главный фокус лежат в фокальной плоскости.

3-е правило. Для построения изображения точки (А) необходимо взять два луча, исходящих из точки, ход которых через линзу известен (1-е и 2-е правила), и найти место, где эти лучи пересекутся. Место пересечения лучей будет изображением точки (А).

Рассмотрим несколько случаев построения изображения точки.

1. Собирающая линза. После прохождения линзы лучи, параллельные оптической оси, собираются в точке F – фокусе. Из точки A идут два луча, которые пересекаются в точке A′. Получающееся при этом изображение называется действительным. Оно получается при пересечении самих лучей. На рис. 69 а точка A находится на побочной оси, на рис. 69 б – на главной оси.

а)	б)
Рис. 69

Если точка А находится на расстоянии 2 F от линзы, то ее изображение также находится на расстоянии 2 F по другую сторону линзы.

2. Рассеивающая линза. После прохождения линзы лучи рассеиваются, а в фокус попадают не сами лучи, а их продолжение. Фокус находится как и точка А перед линзой. Из точки A идут два луча, которые пересекаются в точке A′.

а)	б)
Рис. 70

Получающееся изображение точки А′ называется мнимым. Оно получено при пересечении продолжения лучей или одного луча с продолжением другого. На рис. 70 а точка A находится на побочной оси, на рис. 70 б – на главной оси.

Дата добавления: 2014-11-07