Примеры построения изображений

Линза.

Линзой называют оптически прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями. В дальнейшем будут рассмотрены так называемые тонкие линзы (толщина такой линзы много меньше радиуса кривизны поверхности.. Линзы бывают собирающими и рассеивающими (Рис.4).

Для понимания прохождения лучей через линзу разрежем её мысленно на несколько призм и проведём через каждую призму луч, перпендикулярно падающий на плоскость линзы (Рис.5). Поскольку каждая призма отклоняет луч к своему основанию, то все лучи соберутся в одной точке, называемой фокусом (F).  По рис. 6 несложно понять, почему вогнутые линзы являются рассеивающими – там призмы, на которые мысленно разрезают линзу, оказываются перевёрнутыми наоборот. На рис.6 так же видно, что собираются в точку не сами лучи, а их продолжения. Фокус в этом случает является мнимым. Расстояние от плоскости линзы до точки фокуса (действительного или мнимого) называют фокусным расстоянием. Величина обратная фокусному расстоянию называется оптической силой. Она измеряется в диоптриях (дптр). У линз с различными радиусами кривизны фокусы находятся на различных фокусных расстояниях от плоскости линзы, но это расстояние одинаково с обеих сторон линзы. Для построения изображений в линзе используют кроме фокуса и другие понятия, это главная и побочная оптические оси (Рис.7). Все оси проходят через оптических центр линзы. Главная ось – одна, а побочных –бесчисленное множество. Луч, идущий вдоль главной или побочной оптической осей не преломляется. Вдоль побочной-то оси он преломляется дважды, немного при этом смещаясь, но в тонких линзах этим можно пренебречь.

Для построения используются два луча, поведение которых предсказуемо: 1) луч, параллельный главной оптической оси, который, преломившись на плоскости линзы, далее идёт через фокус; 2) луч вдоль побочной оптической оси пройдёт не преломляясь. Правила построения изображения объекта - точки:

1) Из точки провести луч параллельно главной оптической оси до плоскости линзы;

2) Продолжить этот луч за плоскость линзы, проведя его через фокус (если необходимо, использовать продолжение луча);

3) Из той же точки провести луч через оптический центр (пройдёт не преломляясь);

4) Изображение точки будет находиться на пересечении этих двух лучей (Рис.8).

Примеры построения изображений

В качестве объекта используем вертикальную стрелку АВ за двойным фокусным расстоянием (строим изображение точки А,). Это может быть изображением свечи, допустим (Рис.9).