Построение изображения предмета, удаленного от фокуса собирающей линзы

Основные точки и линии линзы

Все, что будет рассмотрено на этом уроке, будет рассмотрено на примере тонкой собирающей линзы, поскольку эта линза является самой распространенной.

Давайте вспомним основные точки и линии линзы. К этим точкам относится оптический центр, главная оптическая ось и точки фокуса линзы.

Обратимся к рисунку (рис. 1)

Рис. 1. Основные точки линзы

На схеме видно, что собирающая линза располагается перпендикулярно главной оптической оси. Пересечение главной оптической оси с линзой (точка ) является оптическим центром линзы, два фокуса (), две точки двойного фокуса (). В данном случае мы рассматриваем линзу равнофокусную, когда справа и слева у линзы одинаковые фокусные расстояния.

В первом случае предмет будет находиться на расстоянии большем, чем двойной фокус. Предмет изображен в виде стрелки .

Построение изображения предмета, удаленного от фокуса собирающей линзы

Для построения точки достаточно двух лучей. Поэтому выбирают лучи, ход которых известен.

Из точки на линзу направим луч параллельно главной оптической оси. По свойству линз, этот луч преломится и пройдет через точку фокуса. Второй луч мы направим из точки через оптический центр. По свойству линз, этот луч пройдет сквозь линзу, не испытав преломления. На пересечении двух лучей мы получаем изображение точки (рис. 2).

Рис. 2. Схема построения изображения точки

Таким же образом построим точку . Из точки направим на линзу луч параллельно главной оси, этот луч преломится и пройдет через фокус. Луч пройдет из точки через оптический центр. На пересечении этих лучей получим точку (рис. 3).

Рис. 3. Схема построения изображения предмета

Соединив точки и мы получаем изображение предмета.

Необходимо отметить, что изображение перевернутое, уменьшенное и действительное. Точку мы видим ниже оптической оси, тогда как у самого предмета точка выше оптической оси.

Изображение создается лучами, прошедшими через линзу, поэтому такое изображение называется действительным.

Чем дальше предмет от линзы, тем ближе к фокусу изображение предмета. В случае когда предмет расположен совсем далеко от линзы, мы получаем изображение точно в фокусе линзы.