2020-05-21
571
Рассмотрим подробнее тонкую линзу и введем общепринятую терминологию.
Прямая, которая проходит через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется главной оптической осью линзы.
Точка линзы, которая расположена на главной оптической оси и через которую лучи света проходят, не меняя своего направления, называется оптическим центром линзы. Любая прямая, проходящая через оптический центр линзы помимо главной оптической оси, называется побочной оптической осью линзы (см. рис. 7).
Рис. 7. Модель тонкой линзы
Существует два вида линз: собирающая и рассеивающая.
Рассмотрим пучок параллельных лучей. Если линза собирающая (см. рис. 8), то после прохождения через нее лучи пересекутся в одной точке. Эта точка называется фокусом линзы. Если лучи в пучке параллельны главной оптической оси, то они после прохождения собирающей линзы пересекутся в точке, которая лежит на главной оптической оси. Эта точка называется главным фокусом линзы и обозначается буквой 
.
|
|
|
Пучки параллельных лучей, распространяющиеся под разными углами в главной оптической оси, будут собираться в разных точках – фокусах, но все они будут лежать в одной плоскости, перпендикулярной главной оптической оси линзы. Эта плоскость называется фокальной плоскостью линзы.
Рис. 8. Собирающая тонкая линза
Если линза рассеивающая (см. рис. 9), то параллельные лучи после ее прохождения распространяются расходящимся пучком, как если бы лучи выходили из одной точки. То есть если лучи продолжить, они пересекутся в одной точке. Эта точка называется мнимым фокусом рассеивающей линзы.
Рис. 9. Рассеивающая тонкая линза
Все мнимые фокусы рассеивающей линзы, как и фокусы собирающей линзы, образуют фокальную плоскость, перпендикулярную главной оптической оси. Фокус, который лежит на главной оптической оси, называется главным фокусом. В этой точке пересекутся продолжения лучей, которые до прохождения через линзу были параллельны главной оптической оси. Что значит мнимый фокус? Это значит, что лучи на самом деле не пересеклись, на рисунке видно, как они идут: пересечений нет. Точка пересечения будет, если представить продолжение линий, поэтому мы называем ее мнимой. Лучи не идут из одной точки, а выглядят так, будто идут из одной точки. Расстояние между главным фокусом линзы F и ее оптическим центром называется фокусным расстоянием линзы.4.
Мнимое изображение
Что значит мнить? В толковом словаре находим значение: думать, считать, полагать, а еще – держаться высокого мнения о себе. Сейчас это слово носит такой себе оттенок заблуждения: думать как-то, как не есть на самом деле, когда что-то кажется или мерещится.
|
|
|
Так что мнимое изображение – это не просто название, оно буквально означает кажущееся изображение, мы думаем – мним – что предмет находится там-то.
Возьмем зеркало: мы видим себя, как будто мы за стеклом. Но нас там нет. Это мнимое изображение. Кривые зеркала — это изображение еще и искажают, такие зеркала ставят в комнате смеха. Мы не такие, какими себя в них видим, но мы «мним» себя такими при взгляде.
Мнимое изображение мы видим, когда свет не собирается в одной точке. Он распространяется так, как будто он где-то за зеркалом или линзой собран в одной точке, и дальше расходится. А когда свет собирается – мы получаем в этой точке действительное изображение.
Собирающая линза всегда в центре толще, чем по краям, поэтому схематично ее решили изображать вот так (рис. 10). А рассеивающая линза по краям толще, чем в центре, поэтому ее договорились обозначать вот так (рис. 10).
Рис. 10. Условные обозначения собирающей и рассеивающей линз
Чтобы построить изображение, которое получается после прохождения лучей линзы, можно использовать законы преломления. Но это слишком сложно, ведь поверхность линзы сферическая и в каждой ее точке свои углы падения и преломления.
Поэтому будем использовать две основные закономерности, которые мы получили для линзы:
· параллельные лучи после прохождения через линзу пересекаются в точке на фокальной плоскости (в случае с рассеивающей линзой пересекаются продолжения лучей);
· луч, проходящий через оптический центр линзы, не меняет направление.
Попробуем применить эти знания на практике.
