Оптические системы. Линзы

Оптическая система – совокупность отражающих и преломляющих поверхностей, отделяющих друг от друга оптически однородные среды (сферические и плоские). Оптическая система осуществляет преобразование световых пучков. Если центры всех поверхностей лежат на одной прямой, система называется центрированной, прямая – оптической осью системы. Если система не нарушает гомоцентричности пучков, то изображением точки является точка.

Линза – простейший оптический прибор, изготавливаемый из прозрачного материала, ограниченный двумя преломляющими поверхностями (обычно имеют сферическую форму, реже – цилиндрическую), имеющими общую ось. Линзу называют тонкой, если её толщина мала по сравнению с радиусами кривизны её ограничивающих поверхностей и .

Главная оптическая ось линзы – это прямая, проведенная через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.	C1 C2
Если на собирающую линзу направить пучок лучей, параллельных друг другу и главной оптической оси, то после преломления линзой лучи пересекаются в некоторой точке, находящейся на главной оптической оси и называемой задним фокусом линзы.	F
Если точечный источник света поместить в фокусе собирающей линзы, то за линзой получается пучок лучей, параллельльных друг другу и главной оптической оси линзы. Плоскость, проходящая через фокус перпендикулярно главной оптической оси, называется главной фокальной плоскостью.	F

Фокусное расстояние линзы определяется по формуле:

, (6.35.14)

где и – абсолютные показатели преломления материала линзы и окружающей среды, и – радиусы кривизны ограничивающих поверхностей линзы. Радиус кривизны поверхности линзы считается положительным, если направление от вершины линзы до центра соответствующей сферической поверхности совпадает с направлением лучей, если не совпадает – отрицательным. Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы Линзы с положительной оптической силой считаются собирающими, с отрицательной – рассеивающими. Формула тонкой линзы:

(6.35.15)

где – расстояние от предмета до линзы, – расстояние от линзы до изображения. Для рассеивающей линзы и считаются отрицательными.