Рассеивающая линза

Видео: Diverging lens - Physics in experiments

Линза – это прозрачное стеклянное тело, которое ограничено сферической или цилиндрической поверхностью. Различают такие ее виды: выпуклые и вогнутые.

Строение стеклянных тел

Вогнутая (рассеивающая линза) и выпуклая (собирательная) состоят из широкой и тонкой частей. Рассеивающая имеет широкую часть по краям и тонкую в центре, а собирательная линза - наоборот.

Поместим такие стеклянные тела в среду, где показатель преломления больше, чем показатель преломления упомянутых выше линз. Тогда рассеивающая линза получит свойства собирательной - и наоборот.

Центр сферы, часть которой является поверхностью тела, называют центром кривизны. Если одна поверхность его плоская, тогда говорят, что он находится в бесконечности.

Прямую линию, соединяющую центры кривизны поверхностей, которые имеют сферическую форму, определяют как главную оптическую ось. Она перпендикулярна до поверхности линзы в тех точках, через которые и проходит. Точка, лежащая на оптической оси в центре, является оптическим центром. Любая прямая, которая может проходить через такой центр под прямым углом относительно главной оси, считается побочной.

Точка, где собираются все лучи, которые, в свою очередь, идут параллельно до оптической оси после выхода из линзы, называется фокусом. А точку, где собираются продолжения лучей, которые рассеиваются, называют мнимым фокусом рассеивающей линзы.

Расстояние от центра (имеется в виду оптический центр) до фокуса стеклянного тела, является фокусным расстоянием. Плоскость, что проведена через точки в фокусе и, в свою очередь, проходит перпендикулярно к оптической оси, называют фокальной.

Для того чтобы совершить построение изображения в рассеивающей линзе некоторого предмета, которое дает линза, необходимо строить изображение его крайних точек. Следует помнить, что лучи, которые падают на стеклянное тело, будут параллельными главной оптической оси, когда они выйдут и пройдут через фокус. А лучи, которые падали на линзу через фокус, после выхода пойдут параллельно пучком. Если луч попадает в оптический центр, то после выхода из него он будет двигаться в том же направлении, то есть не будет преломляться.

Видео: Рассеивающая и собирающая линза

Если обозначить расстояние от предмета до линзы через b, а расстояние от изображения до линзы - через v, при этом фокусное расстояние пометить V, тогда справедливым будет следующее равенство:

1/b+1/v=1/V.

Такое уравнение считается формулой линзы. Оно необходимо для определения расстояния до изображения при различном размещении предмета относительно стеклянного тела.

Если такое расстояние в конечном итоге выйдет отрицательным, то это говорит о том, что изображение предмета находится на той же стороне линзы, что и предмет. Поэтому, если это рассеивающая линза, значение фокусного расстояния в последней формуле нужно принимать со знаком минус, так как отрицательного значения не избежать.

Видео: Построение изображений в собирающей линзе

Величину, которая обратна фокусному расстоянию, считают оптической силой. Измеряется она в диоптриях. Зная размеры изображения, которое дает линза, и размеры предмета можно определить линейное увеличение, которое дает стеклянное тело. Такое увеличение равняется отношению высоты изображения к высоте самого предмета.

Рассеивающая линза. Построение изображения

Предмет находится в бесконечности. Тогда изображение такого предмета будет находиться в мнимом фокусе. Его размеры и параметры можно лишь предположить, так как точного значения невозможно достичь.

Предмет находится на небольшом расстоянии от стеклянного тела. Для рассеивающей линзы, где бы не находился предмет, его изображение всегда будет на той же стороне от линзы, где и находится сам предмет. Изображение будет уменьшенным, мнимым и прямым.