Наръчник по физика

Ръководство по физика "Геометрична оптика".

Видове лещи.

Отражението и пречупването на светлината се използва за промяна на посоката на лъчите или, както се казва, за управление на светлинните лъчи. Това е основата за създаването на специални оптични инструменти, като например лупа, телескоп, микроскоп, фотоапарат и др. Основната част на повечето от тях елещата. Например, очилата са лещи, затворени в рамка. Този пример вече показва колко важно е използването на лещи за човек.

Например на първата снимка колбата е такава, каквато я виждаме в живота,

а на втория, ако го гледаме през лупа (същата леща).

В оптиката най-често се използватсферични лещи. Такива лещи са тела, направени от оптично или органично стъкло, ограничени от две сферични повърхности.

Лещите са прозрачни тела, ограничени от двете страни с извити повърхности (изпъкнали или вдлъбнати). Правата AB, минаваща през центровете C1 и C2 на сферичните повърхности, ограничаващи лещата, се нарича оптична ос.

Тази фигура показва разрези на две лещи с центрове в точка O. Първата леща, показана на фигурата, се наричаизпъкнала, втората -вдлъбната. Точката O, разположена на оптичната ос в центъра на тези лещи, се наричаоптичен център на лещата.

Една от двете гранични повърхности може да бъде плоска.

Лещите отляво са изпъкнали

Ще разгледаме само сферични лещи, тоест лещи, ограничени от две сферични (сферични) повърхности. Лещите, ограничени от две изпъкнали повърхности, се наричат двойно изпъкнали; лещи, ограничени от две вдлъбнати повърхности, се наричатдвойновдлъбнат.

Чрез насочване на лъч от лъчи, успореден на главната оптична ос на лещата към изпъкнала леща, ще видим, че след пречупване в лещата, тези лъчи се събират в точка, нареченаглавният фокус на лещата

- точка F. Лещата има два основни фокуса, от двете страни на еднакво разстояние от оптичния център. Ако източникът на светлина е на фокус, тогава след пречупване в лещата лъчите ще бъдат успоредни на главната оптична ос. Всяка леща има два фокуса, по един от всяка страна на лещата. Разстоянието от лещата до нейния фокус се нарича фокусно разстояние на лещата. Нека насочим лъч от разминаващи се лъчи от точков източник, разположен на оптичната ос, към изпъкнала леща. Ако разстоянието от източника до лещата е по-голямо от фокусното разстояние, тогава лъчите след пречупване в лещата ще пресекат оптичната ос на лещата в една точка. Следователно изпъкналата леща събира лъчи, идващи от източници, разположени на разстояние от лещата, по-голямо от нейното фокусно разстояние. Следователно изпъкналата леща иначе се нарича събирателна леща. Когато лъчите преминават през вдлъбната леща, се наблюдава различна картина. Нека пуснем лъч от лъчи, успореден на оптичната ос, върху двойновдлъбната леща. Ще забележим, че лъчите ще излизат от лещата в разнопосочен лъч. Ако този различен лъч от лъчи влезе в окото, тогава на наблюдателя ще изглежда, че лъчите излизат от точка F. Тази точка се нарича въображаем фокус на двойновдлъбната леща. Такава леща може да се нарече дивергентна.

Фигура 63 обяснява действието на събирателните и разсейващите лещи. Лещите могат да бъдат представени като голям брой призми. Тъй като призмите отклоняват лъчите, както е показано на фигурите, ясно е, че лещите с издутина в средата събират лъчи, а лещите с изпъкналост в краищата ги разсейват. Средната част на лещата действа като плоскопаралелна плоча: тя не се отклонявалъчи в събирателна или разсейваща леща

На чертежите събирателните лещи са обозначени, както е показано на фигурата вляво, и разминаващите се - на фигурата вдясно.

Сред изпъкналите лещи има: двойно изпъкнали, плоско-изпъкнали и вдлъбнато-изпъкнали (съответно на фигурата). При всички изпъкнали лещи средата на разреза е по-широка от ръбовете. Тези лещи се наричат сбиращи.

Сред вдлъбнатите лещи има двойновдлъбнати, плоско-вдлъбнати и изпъкнало-вдлъбнати (съответно на фигурата). Всички вдлъбнати лещи имат по-тясна средна част от ръбовете. Тези лещи се наричат разсейващи.

Ще разгледаме лещи, които имат еднакви радиуси на кривина на повърхността и чиято дебелина на напречното сечение е много по-малка от радиусите на кривина (тънки лещи).

Основни линии и точки на лещата.