Линза преобразующая лучи в параллельный пучок

Линзы. Построение изображений в линзах

План

  1. Линза. Применение линз
  2. Виды линз
  3. Геометрические свойства линз
  4. Построение изображения в линзах
  5. Формула тонкой линзы
  6. Формула рассеивающей линзы
  7. Аберрации линз
  8. Решение задач

Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Собирающие линзы Рассеивающие линзы
линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в расходящийся

3. вогнуто-выпуклая

линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся

Тонкая линза — линза у которой толщина пренебрежимо мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей

Главное свойство тонкой линзы:

— все приосевые лучи, вышедшие из какой-либо точки предмета и прошедшие сквозь тонкую линзу, собираются этой линзой снова в одной точке

Геометрические свойства линз

Главная оптическая ось — прямая O1O2, на которой лежат центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

Главная плоскость линзы — плоскость, проходящая через центр линзы (т. О) перпендикулярно главной оптической оси

Главный фокус собирающей линзы (F) — точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе

Фокусное расстояние (OF) — расстояние от главного фокуса до центра линзы (О). У собирающей линзы фокус действительный, потому — положительный.

Оптическая сила линзы — величина, обратная ее фокусному расстоянию: D=l/F

Фокальная плоскость — плоскость, проведенная через фокус, перпендикулярно главной оптической оси.

Формула тонкой линзы (для d>2F)

F — фокусное расстояние линзы

d — расстояние от линзы до изображения

f — расстояние от предмета до линзы

Построение изображения точки, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы:

  1. Строим луч, параллельный главной оптической оси (в данном случае он идет вдоль главной оптической оси)
  2. Строим произвольный луч, падающий от точки на линзу
  3. Изображаем побочную оптическую ось, параллельную построенному лучу
  4. Изображаем фокальную плоскость
  5. Строим ход преломленного луча, для этого соединяем точку падения произвольного луча на линзу и точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью
  6. Строим изображение точки

Формула тонкой рассеивающей линзы

F — фокусное расстояние линзы

d — расстояние от линзы до изображения

f — расстояние от предмета до линзы

Величину, обратную главному фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы. Ее обозначают буквой D:

Линейное увеличение — отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.

Сферическая аберрация заключается в том, что при преломлении широких (не параксиальных) пучков света на сферических поверхностях линз нарушается их фокусировка и вместо точки в фокусе линзы будет наблюдаться пятно.

Хроматическая аберрация (зависимость фокусного расстояния от длины волны света) возникает вследствие дисперсии показателя преломления стекол, из которых изготавливаются линзы.

Хроматическая аберрация положения — пересечение лучей с различной длиной волны в разных плоскостях вдоль оптической оси (вблизи плоскости изображения), при этом изображения будут разного цвета, но одного увеличения.

Хроматическая разность увеличения — пересечение лучей с различной длиной волны в плоскости изображения, но с разным увеличением, при этом изображение объекта имеет вид «слоеного пирога», т.к. разноцветные изображения разного увеличения накладываются друг на друга.

Астигматизм — изображение точки, удалённой от оптической оси, представляет собой не точку, а две взаимно перпендикулярные линии, лежащие в разных плоскостях.

С помощью линз можно получить: уменьшенное или увеличенное, перевернутое или нормальное, действительное или мнимое изображение.

Источник

Линзы. Построение изображений, даваемых линзой

Цель: познакомить учащихся с типами линз, геометрическими характеристиками, характерными лучами, с получением изображений при помощи линз.

1. Постановка учебной проблемы

Человек всегда мечтал увидеть мелкие предметы лучше и поближе. Но невооруженным глазом сделать это крайне тяжело. На помощь человеку приходят … Линзы.

Что такое линза?
Какие виды линз бывают?
Как с помощью линз получить различные изображения?

2. План урока

1. Линзы. Типы линз.
2. Геометрические характеристики линз. Характерные лучи.
3. Получение изображения с помощью линзы.

3. Изучение нового материала

Линзы – это прозрачные для света тела, ограниченные сферическими поверхностями, одна из которых может быть плоской.

Какие типы линз вы знаете (демонстрация типов линз)?

По форме ограничивающих поверхностей различают шесть типов линз:

Выпуклые линзы являются собирающими.

Собирающие линзы – линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в сходящийся.

Вогнутые линзы являются рассеивающими.

Рассеивающие линзы – линзы, преобразующие параллельный пучок световых лучей в расходящийся.

Тонкая линза – линза, толщина которой пренебрежительно мала по сравнению с радиусами кривизны её поверхности.

Геометрические характеристики линз. Характерные лучи.

О – главный оптический центр линзы
О1О2 – главная оптическая ось линзы
АВ – побочная оптическая ось линзы

Фокус собирающей линзы – точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе.

Почему фокус рассеивающей линзы называется мнимым?

Фокус рассеивающей линзы – точка на главной оптической оси, через которую проходят продолжения расходящегося пучка лучей, параллельных главной оптической оси.

Фокальная плоскость линзы (MN) – плоскость, проходящая через фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси.

Оптическая сила линзы – величина обратная фокусному расстоянию.

Решение задач:

1. Практическое задание: Используя удаленный источник света (Солнце), с помощью линзы получите на экране четкое изображение. Измерьте фокусное расстояние и вычислите оптическую силу линзы.

Приборы: линзы, экран.

Результаты внесите в таблицу:

Оптическая сила линзы, дптр

2. Решите устно:

– Оптическая сила у очков соответственно равна 1,25 дптр; 4 дптр. Каковы фокусные расстояния этих линз?
– Чем отличаются друг от друга линзы, оптическая сила одной из которых равна +1,5 дптр, а другой –1,5 дптр?
– Может ли оптическая сила линзы быть равна 0 дптр?

Построение изображения в линзе:

– Луч, падающий на линзу параллельно оптической оси, после преломления идет через фокус линзы.
– Луч, проходящий через оптический центр линзы не преломляется.
– Луч, проходя через фокус линзы после преломления идет параллельно оптической оси.

Решение задач:

1. Постройте изображения предметов в тонких линзах и заполните таблицу:

Относительный размер d > 2F d = 2F F

2. Постройте изображение и определите его вид:

Задачи на построение в линзах

1. Построить изображение в линзах:

2. С помощью построений определить центр линзы, вид линзы и ее фокус:

3. Найти изображение светящейся точки, лежащей на главной оптической оси:

1. Построить изображение в линзах:

2. С помощью построений определить центр линзы, вид линзы и ее фокус:

3. Найти изображение светящейся точки, лежащей на главной оптической оси:

Закрепление:

1. Какую линзу называют собирающей, рассеивающей?
2. Зависит ли фокусное расстояние линзы от показателя преломления среды, в которой она находится?
3. Можно ли получить мнимое изображение источника на экране или фотопластинке?
4. Всегда ли двояковогнутая линза является рассеивающей?
5. Как нужно расположить две собирающие линзы, чтобы пучок параллельных лучей, пройдя через обе линзы, снова стал параллельным?

Домашние задание:

Применение линз (сообщения).

Список литературы:

1. Физика: Оптика. Квантовая физика. 11 класс. Г.Я. Мякишев. А.З. Синяков.
2. Физика 11 класс. В.А. Касьянов.
3. Репетитор по физике. И.Л. Касаткина.
4. Сборник заданий и самостоятельных работ 11 класс. Л.А. Кирик, Ю.И. Дик
5. Занимательные материалы к урокам. Физика 8 класс. А.И. Сёмке.

Источник

Читайте также:  Расчет диаметра линзы в очки
Оцените статью
Фотосайт о художественной фотографии