Лінза, оптична сила лінзи

Заломлення світла широко використовується в різних оптичних приладах: фотоапаратах, біноклі, телескопи, мікроскопи. Неодмінною і найсуттєвішою деталлю таких приладів є лінза. А оптична сила лінзи - одна з основних величин, що характеризує будь оптичний прилад.

Оптична лінза або оптичне скло - це проникну для світла скляне тіло, яке обмежене з обох боків сферичними або іншими кривими поверхнями (одна з двох поверхонь може бути плоскою).

За формою обмежуючих поверхонь вони можуть бути сферичними, циліндричними та іншими. Лінзи, які мають середину товщі, ніж краю, називаються випуклимі- з краями товщі середини - увігнутими.
Якщо пустити паралельний пучок променів світла на опуклу лінзу, а за нею помістити екран, то, переміщаючи його відносно лінзи, ми отримаємо на ньому невелику світла пляма. Це вона, ломлячи падаючі на неї промені, збирає їх. Тому її називають збирає. Увігнута ж лінза, заломлююча світло, розсіює його в сторони. Її називають рассеивающей.

Центр лінзи називають її оптичним центром. Будь-яка пряма, яка проходить через нього, отримала назву оптичної осі. А вісь, яка перетинає центральні точки сферичних переломлюються поверхонь, отримала назву головної (основної) оптичної осі лінзи, інші - побічних осей.

Якщо направити на збирає лінзу осьової промінь, паралельний її осі, то, пройшовши її, цей промінь перетне вісь на певній відстані від неї. Це відстань називають фокусною, а сама точка перетину - її фокусом. Всі лінзи мають по два фокуси, які знаходяться з двох сторін. Грунтуючись на законах заломлення світла, можна теоретично довести, що все осьові промені, або промені, що йдуть поблизу від основної оптичної осі, що падають на тонку збірну лінзу паралельно її осі, сходяться у фокусі. Досвід підтверджує це теоретичне доказ.

Пустивши пучок осьових променів паралельно основній оптичної осі на тонку двоякоугольную лінзу, ми виявимо, що з неї ці промені вийдуть пучком, який розходиться. У разі потрапляння такого розходиться пучка в наше око, нам здасться, що промені виходять з однієї точки. Ця точка отримала називання мнимого фокуса. Площину, яка проведена перпендикулярно по відношенню до основної оптичної осі через фокус лінзи, отримала назву фокальній площині. Фокальних площин у лінзи дві, і знаходяться вони по обидві сторони від неї. Коли на лінзу спрямований пучок променів, які паралельні будь-який з побічних оптичних осей, цей пучок, після того як відбудеться його переломлення, сходиться на відповідній осі в місці її перетину з фокальною площиною.

Оптична сила лінзи - це така величина, яка обратна її фокусної відстані. Визначаємо її за допомогою формули:
1 / F = D.

Одиниця виміру цієї сили отримала назву діоптрій.
1 діоптрій - це оптична сила лінзи, що має фокусна відстань в 1 м.
У опуклих лінз ця сила позитивна, а в увігнутих - негативна.
Наприклад: Чому буде дорівнювати оптична сила очкової опуклою лінзи, якщо F = 50 см - її фокусна відстань?
D = 1 / F- за умовою: F = 0,5 м- звідси: D = 1 / 0,5 = 2 діоптріями.
Величина фокусної відстані, а, отже, і оптична сила лінзи визначаються показником заломлення речовини, з якої складається лінза, і радіусом обмежують її сферичних поверхонь.

Теорія дає формулу, за якою можна її розрахувати:
D = 1 / F = (n - 1) (1 / R1 + 1 / R2).
У даній формулі n - заломлення речовини лінзи, R1, 2 - радіуси кривизни поверхні. Радіуси опуклих поверхонь вважають позитивними, а увігнутих - негативними.

Характер отримуваного від лінзи зображення предмета, т. Е. Його величина і положення, залежить від розташування предмета по відношенню до лінзи. Місцезнаходження предмета і його величина можуть бути знайдені за допомогою формули лінзи:
1 / F = 1 / d + 1 / f.
Для визначення лінійного збільшення лінзи користуємося формулою:
k = f / d.

Оптична сила лінзи - поняття, яке вимагає детального вивчення.