Теория:
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.
Рис. \(1\). Линзы выпуклая (а) и вогнутая (б)
Лучи, параллельные главной оптической оси — прямой, проходящей через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу (или их продолжения), — после прохождения через линзу соберутся в точке — главном фокусе линзы (рис. \(2\)).
Рис. \(2\)
Собирающая линза — это линза, у которой параллельный пучок световых лучей сходится в одной точке (фокусе). Собирающими линзами являются выпуклые линзы.
Рассеивающая линза — это линза, у которой параллельный пучок световых лучей расходится. Вогнутые линзы — рассеивающие линзы.
Рассеивающая линза — это линза, у которой параллельный пучок световых лучей расходится. Вогнутые линзы — рассеивающие линзы.
В случае рассеивающей линзы в одной точке (фокусе) пересекаются не сами световые лучи, а их продолжения (на рис. \(2\) они показаны пунктиром).
Расстояние от фокуса до центра линзы называется фокусным, обозначается буквой \(F\).
Оптическая сила — величина обратная фокусному расстоянию. Единица оптической силы — диоптрия (дптр) , (\(1\))
Для собирающей линзы \(D>0\), для рассеивающей — \(D<0\).
Тонкая линза — линза, толщиной которой можно пренебречь по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей.
Формула тонкой линзы:
\(\boxed{\frac{1}{d}+\frac{1}{f}=\frac{1}{F}}\), (\(2\))где \(d\) — это расстояние от линзы до предмета, а \(f\) — расстояние от линзы до изображения предмета.
В случае если линза является рассеивающей, то под фокусным расстоянием понимается отрицательная величина: \(F=-|F|\). Если изображение является мнимым, то под расстоянием до изображения имеется в виду отрицательная величина \(f=-|f|\). Если на линзу падает сходящийся световой пучoк, то под расстоянием до предмета понимается отрицательная величина \(d=-|d|\).
Если высота предмета \(h\), а высота изображения предмета \(H\), то может быть записана формула линейного увеличения:
\(\boxed{\frac{H}{h}=\frac{f}{d}}\), (\(3\))
\(\boxed{\frac{H}{h}=\frac{f}{d}}\), (\(3\))
Линейное увеличение или увеличение, даваемое линзой обозначается буквой \(Г\):
\(Г= f/d = H/h\).
Построение изображения в собирающей линзе
Для построения возьмем два луча: первый луч идёт параллельно главной оптической оси до пересечения с линзой, затем проходит через фокус; второй луч проходит через оптический центр без преломления.
Рис. \(3\)
Построение изображения в рассеивающей линзе
Для построения возьмем два луча: первый луч идёт параллельно главной оптической оси до пересечения с линзой, затем проходит через мнимый фокус (не сам луч проходит через фокус, а его продолжение (обозначен пунктиром); второй луч проходит через оптический центр без преломления.
Рис. \(4\)