Линзы. Оптические приборы. Учитель физики: Л.Р. Гумакаева
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 2 с.п. НАДТЕРЕЧНОЕ»
- Линза – это оптически прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями
Виды линз
Вогнутые линзы
Выпуклые линзы
Виды линз
двояковыпуклая плосковыпуклая вогнуто-выпуклая
Виды линз
вогнутые (рассеивающие)
двояковогнутая
выпукло-вогнутая
плосковогнутая
Виды линз и ход лучей в них
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 (ОF) – расстояние от главного фокуса до центра линзы (О). У собирающей линзы фокус действительный, потому – положительный.
СИ: [F]=м (метр)
1
Фокальная плоскость линзы – плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси. Точки пересечения побочных оптических осей с фокальными плоскостями называются побочным фокусом (F'). В побочном фокусе сходятся все лучи, падающие на линзу параллельно побочной оптической оси .
2
3
F
О
3
F'
2
1
- Если на линзу направить пучок параллельных лучей , то после преломления лучи пересекут оптическую ось в одной точке. Эта точка называется фокусом линзы. У каждой линзы два фокуса- по одному с каждой стороны.
- Расстояние от линзы до ее фокуса называют фокусным расстоянием и обозначают буквой – F.
- Выпуклая линза собирает лучи, идущие от источника, поэтому выпуклая линза называется собирающей.
- Пустим параллельный пучок лучей на вогнутую линзу и увидим,что лучи выдут из линзы расходящимся пучком. Если такой пучок лучей попадет в глаза, то наблюдателю будет казаться, что они вышли из точки F. Эта точка называется – мнимым фокусом .
- Такую линзу называют рассевающей.
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.
Формула тонкой линзы:
Формула для нахождения оптической силы линзы:
Характеристики линз
Оптическая сила линзы
Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы
Измеряется в диоптриях (дптр)
1дптр=1/м
Оптическую силу собирающей линзы считают положительной величиной, а рассеивающей – отрицательной .
0), а при перевернутом – отрицательно (Г При увеличенном изображении предмета в линзе модуль увеличения больше единицы (|Г|1), а при уменьшенном – меньше единицы (|Г| Г=H/h " width="640"
Увеличение линзы – отношение высоты изображения к высоте предмета.
При прямом изображении предмета в линзе увеличение положительно (Г0), а при перевернутом – отрицательно (Г
При увеличенном изображении предмета в линзе модуль увеличения больше единицы (|Г|1), а при уменьшенном – меньше единицы (|Г|
Г=H/h
2F) Изображение: действительное (f0), уменьшенное, перевернутое H Г B h A ' A H B ' " width="640"
Предмет находится за двойным фокусом линзы (d2F)
Изображение:
действительное (f0),
уменьшенное,
перевернутое
H
Г
B
h
A '
A
H
B '
dF) Изображение: действительное (f0), увеличенное, перевернутое Hh Г1 B h A ' A H B ' " width="640"
Предмет находится между двойным фокусом и фокусом линзы (2FdF)
Изображение:
действительное (f0),
увеличенное,
перевернутое
Hh
Г1
B
h
A '
A
H
B '
Предмет находится на фокусном расстоянии от линзы (d=F)
Изображение:
отсутствует
(лучи параллельны друг другу)
B
A
2F) " width="640"
С
Формула тонкой линзы (для d2F)
Мир оптических приборов:
Оптические приборы-это устройства, в которых излучение какой-либо области спектра (ультрафиолетовой, видимой, инфракрасной) преобразуется для нормального восприятия их человеческим глазом.
ь
глаз — это система линз. Диаметр глаза ≈ 23 мм. Через глаз мы получаем до 90% информации.
Оптические приборы, вооружающие глаз
Приборы для рассматривания мелких объектов (лупы, и микроскопы)
Приборы для рассматривания далеких объектов (зрительные трубы, телескопы, бинокли и т.п.)
Изображения рассматриваемых предметов являются мнимыми.
Лупа
Лупа – собирающая линза или система линз с малым фокусным расстоянием.
- угол зрения, под которым виден предмет невооруженным глазом.
d 0 =25см – расстояние наилучшего зрения.
h – линейный размер предмета.
Применение линз: фотоаппарат
Киноаппарат
Микроскоп
Микроскоп представляет собой комбинацию двух линз или систем линз.
Увеличением микроскопа называется отношение угла зрения φ, под которым виден предмет при наблюдении через микроскоп, к углу зрения ψ при наблюдении невооруженным глазом с расстояния наилучшего зрения d 0 =25см.
Микроскоп
Бинокль
Бинокль представляет собой две зрительные трубы, соединенные вместе для наблюдения предмета двумя глазами.
Призменный бинокль.
Для уменьшения размеров применяемых в бинокле труб Кеплера и переворачивания изображения используются прямоугольные призмы полного отражения.
Телескопы
Телескоп - оптическое устройство представляет собой мощную зрительную трубу, предназначенную для наблюдения весьма удаленных объектов – небесных светил.
Телескоп – это оптическая система, которая, «выхватывая» из пространства небольшую область, зрительно приближая расположенные в ней объекты. Телескоп улавливает параллельные своей оптической оси лучи светового потока, собирает их в одну точку (фокус) и увеличивает при помощи линзы или, чаще, системы линз (окуляра), которая одновременно снова преобразует расходящиеся лучи света в параллельные.
Реальным линзам свойственны некоторые дефекты.
Один из них - сферическая аберрация . Она заключается в том, что выпуклая линза лучи, отстоящие далеко от главной оптической оси, собирает в точке (фокусе), расположенной ближе к линзе, чем близко прилегающие лучи: у вогнутой линзы — аналогичная картина.
Один из способов борьбы со сферической аберрацией — использование только параксиальных пучков, т. е. пучков, близких к главной оптической оси. Для этого линзу диафрагмируют, пропуская через нее более узкий пучок. Но этим уменьшается энергия пучка и освещенность изображения. Второй способ ослабления изображенный за линзой, увидит прямое мнимое увеличенное изображение.