Краткие сведения из теории. Линза – это один из основных элементов оптических систем, предназначенных для получения оптических изображений

Линза – это один из основных элементов оптических систем, предназначенных для получения оптических изображений. Она представляет собой оптически прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями. Если расстояние О₁О₂ (рис. 1) между этими поверхностями значительно меньше радиусов кривизны, то линза называется тонкой. Ее вершины О₁ и О₂ в этом случае можно считать совпадающими в точке О, называемой оптическим центром линзы. Причем ось, проходящая через оптический центр линзы и центры кривизны ее преломляющих поверхностей, называется главной оптической осью линзы (прямая РР¢, рис. 1).

Рис 1

Если направить луч света параллельно главной оптической оси, то преломившись, он пройдет через точки F₁ или F₂ (в зависимости от того, лежащие на главной оптической оси линзы. Эти точки называют главными фокусами линзы, а сама линза, преломляющая лучи таким образом, называется собирающей (рис. 1, а). Если же после преломления светового луча линзой через точки F₁ или F₂ (главные фокусы) можно провести лишь прямую, представляющую продолжение преломленного луча в направлении, обратном направлению его распространения, то такая линза называется рассеивающей (рис. 1, б).

Расстояние между оптическим центром линзы и ее главными фокусами (расстояния f₁ или f₂) называют главными фокусными расстояниями линзы. Они равны между собой, т.е. f₁ = f₂ = f, если слева и справа от линзы находится одна и та же среда (воздух).

Экспериментальная установка и методы измерения

фокусных расстояний

Главное фокусное расстояние тонких линз можно измерить различными способами. Для этой цели используется установка, представленная на рис. 2. Установка состоит из оптической скамьи 1, на которой с помощью рейтеров 2 располагаются осветитель 3, исследуемая линза или система линз 4 и экран 5. Оптическая скамья снабжена шкалой для измерения положения осветителя, линз и экрана. В качестве предмета, изображение которого проектируется линзой на экран, используется сетка 6, расположенная в передней части осветителя.

Располагая на оптической скамье собирающую линзу, получим на экране действительное изображение предмета. При этом ход лучей в линзе имеет вид, представленный на рис. 3.