В оптике чаще всего используют сферические линзы которые представляют собой

В оптике чаще всего используют сферические линзы которые представляют собой

Пособие по физике «Геометрическая оптика».

Отражение и преломление света используют для того, чтобы изменять направление лучей или, как говорят, управлять световыми пучками. На этом основано создание специальных оптических приборов, таких, например, как лупа, телескоп, микроскоп, фотоаппарат и другие. Главной частью большинства из них является линза. Например, очки — это линзы, заключенные в оправу. Уже этот пример показывает, какое значение имеет для человека применение линз.

Например на первом рисунка колба такая, какой мы её видим в жизни,

а на второй, если будем смотреть на неё через лупу (та же линза).

В оптике чаще всего используют сферические линзы. Такие линзы представляют собой тела, изготовленные из оптического или органического стекла, ограниченные двумя сферическими поверхностями.

Линзами называют прозрачные тела, ограниченные с двух сторон кривыми поверхностями (выпуклыми или вогнутыми). Прямая АВ, проходящая через цетры С1 и С2 сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью.

На этом рисунке изображены сечения двух линз с центрами в точке О. Первая линза, изображенная на рисунке, называется выпукло, вторая — вогнутой. Точку О, лежащую на оптической оси в центе указанных линз, называют оптическим центром линзы.

Одна из двух ограничивающих поверхностей может быть и плоской.

Мы будем рассматривать только сферические линзы, то есть линзы, ограниченные двумя шаровыми (сферическими) поверхностями.
Линзы, ограниченные двумя выпуклыми поверхностями, называются двояковыпуклыми; линзы, ограниченные двумя вогнутыми поверхностями, называются двояковогнутыми.

Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных главной оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи собирается в точке, которая называется главным фокусом линзы — точка F. Главных фокусов у линзы два, с обоих сторон на одинаковом расстоянии от оптического центра. Если источник света находится в фокусе, то после преломления в линзе лучи будут параллельны главной оптической оси. У всякой линзы два фокуса — по одному с каждой стороны линзы. Расстояние от линзы до её фокуса называется фокусным расстоянием линзы.
Направим на выпуклую линзу пучок расходящихся лучей от точечного источника, лежащего на оптической оси. Если расстояние от источника до линзы больше фокусного, то лучи после преломления в линзе пересекут оптическую ось линзы в одной точке. Следовательно, выпуклая линза собирает лучи, идущие от источников, находящихся от линзы на расстоянии, большем её фокусного расстояния. Поэтому выпуклая линза иначе называется собирающей.
При прохождении лучей через вогнутую линзу наблюдается другая картина.
Пустим пучок лучей, параллельных оптической оси, на двояковогнутую линзу. Мы заметим, что из линзы лучи выйдут расходящимся пучком . Если этот расходящийся пучок лучей попадёт в глаз, то наблюдателю будет казаться, что лучи выходят из точки F. Эта точка называется мнимым фокусом двояковогнутой линзы. Такую линзу можно назвать рассеивающей.

Рисунок 63 поясняет действие, собирающих и рассеивающих линз. Линзы можно представить в виде большого числа призм. Поскольку призмы отклоняют лучи, как показано на рисунках, то понятно, что линзы с утолщением по середине собирают лучи, а линзы с утолщением по краям рассеивают их. Середина линзы действует, как плоскопараллельная пластинка: она не отклоняет лучи ни в собирающей, ни в рассеивающей линзе

На чертежах собирающие линзы обозначают так, как показано на рисунке слева, а рассеивающие — на рисунке справа.

Среди выпуклых линз различают: двояковыпуклые, плосковыпуклые и вогнуто-выпуклые (соответственно на рис.). У всех выпуклых линз середина разреза шире, чем края. Эти линзы называют собирающими.

Среди вогнутых линз есть двояковогнутые, плоско- вогнутые и выпукло-вогнутые (соответственно на рис.). У всех вогнутых линз середина сечения уже, чем края. Эти линзы называют рассеивающими.

Мы будем рассматривать линзы, у которых одинаковые радиусы кривизны поверхностей и толщина сечения которых значительно меньше, чем радиусы кривизны (тонкие линзы).

Основные линии и точки линзы.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Сферическая линза

Сферические линзы применяются для получения изображений и собирания световых пучков. [1]

Сферические линзы делят на выпуклые и вогнутые, причем каждую из них можно представить себе как совокупность призм. [2]

Вместо сферической линзы при нитевидных источниках излучения часто используют цилиндрические или сфероцилиндрические линзы. [4]

Общепринято тонкую сферическую линзу рассматривать как оптическую систему с коэффициентами передачи М ( г) ехр ( ik0r2 / 2f) [7], где / — фокусное расстояние линзы. Однако такая модель не является адекватной при фокусировке световых импульсов очень короткой длительности, поскольку продольный пространственный размер импульса гораздо меньше толщины линзы и ее уже нельзя считать тонкой. Необходимо учитывать различие времени группового запаздывания вдоль различных лучей при проходе через линзу. [5]

Центрированная система сферических линз дает резкое стигматическое изображение только в параксиальной области. [6]

Иногда характеристики сферической линзы улучшают путем асферической коррекции одной из ее поверхностей. [8]

Исследовалось сжатие стеклянной сферической линзы и стеклянной пластины, покрытой предварительно копотью. [9]

Если наложить сферическую линзу на плоское стекло ( рис. 184), то получим воздушный слой ( п 1), а интерференционные полосы образуют концентрические окружности с темным пятном ( минимумом) в середине — в месте контакта. Эта интерференционная схема представляет собой схему колец Ньютона. [10]

Как расположить двояковыпуклую сферическую линзу и сферическое вогнутое зеркало, чтобы лучи света, идущие от точечного источника, расположенного на общей оптической оси линзы и зеркала, пройдя через линзу и отразившись от зеркала, создали изображение источника в точке, где находится сам источник света. [11]

Как расположить двояковыпуклую сферическую линзу и сферическое вогнутое зеркало, чтобы лучи света, идущие от точечного источника, расположенного на общей оптической оси линзы и зеркала, пройдя через линзу и отразившись от зеркала, создали изображение источника в точке, где находится сам источник света. [12]

Если с помощью сферических линз не удается получить полную остроту зрения, следует проверить, нет ли у обследуемого астигматизма. Для этой цели в пробную оправу вставляют непрозрачный экран со щелью. В астигматичном глазу вращение щели заметно отражается на остроте зрения. Тогда вращением экрана устанавливают щель в меридиане наилучшего зрения. Затем, не снимая экрана, в данном меридиане определяют рефракцию обычным субъективным методом. Отметив положение щели по градусной сетке очковой оправы, определяют положение одного из главных меридианов астигматизма данного глаза, а сила стекла указывает его рефракцию. Затем щель экрана повертывают на 90, рефракцию второго меридиана определяют тем же способом. [13]

Расстояние е от сферической линзы до зеркала гальванометра определяется конструкцией последнего. Его делают по возможности малым. [14]

В оптике чаще всего используют сферические линзы . Первая линза, изображенная на рисунке, называется выпуклой, вторая — вогнутой. Прямая, проходящая через центры Ci и Сг сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью линзы. Точку О, лежащую на оптической оси в центре указанных линз, называют оптическим центром линзы. [15]

Источник

Статья по физике на тему: Линзы читать

Линзы

Линза представляет собой тело, прозрачное и ограниченное. Ограничителями тела линзы чаще всего выступают либо две криволинейные поверхности, либо одна криволинейная, а другая плоская. Как известно, линзы бывают выпуклыми и вогнутыми. Соответственно выпуклой является линза, у которой середина плоскости утолщена относительно ее краев. Вогнутые линзы представляют собой другую картины: их середина тоньше относительно поверхности края. Если показатель преломления лучей окружающей среды меньше по-сравнению с этим же показателем выпуклой линзы, то в ней пучок, образованный параллельными лучами, преломляется преобразуясь в сходящийся пучок. Вогнутые линзы с такими свойствами получили название — собирающихся линз. Если же в вогнутой линзе пучок параллельно направленных лучей при преломлении превращается в расходящийся, то это рассеивающиеся вогнутые линзы, у них воздух выполняет роль внешней среды.

Линза представляет собой сферические поверхности с геометрическими центрами. Прямая, которая соединяет центры, является главной оптической осью. У тонких линз толщина меньше радиуса их искривления. Для таких линз верно утверждение, что их вершины сегментов близко расположены и представляют собой оптический центр. При этом побочной осью признается любая прямая, проходящая через центр под углом к прямой, соединяющей центры сферических поверхностей. А вот чтобы определить главный фокус линзы, достаточно представить себе, что на собирающую вогнутую линзу попадает пучок лучей. При этом эти лучи параллельны по отношению к главной оси. После преломления же такие лучи соберутся в одной точке, которая и будет фокусом. В фокусе можно увидеть продолжения лучей. Это лучи до преломления направленные параллельно главной оси. Но этот фокус мнимый. Существует и главный фокус рассеивающей линзы. Вернее два главных фокуса. Если представить себе главную оптическую ось, то главные фокусы будут на ней на равном удалении от центра. Если мы рассчитаем величину, которая будет обратной по отношению к фокусному расстоянию, то мы получим оптическую силу.

Единицей оптической силы линзы принят диоптрий, если мы имеем в виду систему СИ. Что характерно, у собирающей линзы ее оптическая сила представляет собой положительную величину, в то время как у рассеивающей она будет отрицательной. Если плоскость имеет свойство проходить через главный фокус линзы и при этом перпендикулярно к главной оси, то это фокальная плоскость. Достоверно известно, что лучи в виде пучка, направленные на линзу и при этом являющиеся параллелями к побочной оптической оси, соберутся в пересечении оси и фокальной плоскости. Способности линз отражать и преломлять используют в оптическом приборостроении.

Все мы знаем примеры бытового применения линз: лупа, очки, фотоаппарат, в науке и исследованиях это микроскоп. Значение открытия свойства линзы для человека огромно. В оптике как раз чаще всего используются линзы сферические. Их изготавливают из стекла и ограничивают сферами.

Источник