Собирающая линза

Линза – прозрачное тело, которое ограничено двумя сферическими поверхностями. Основным свойством линз является способность давать изображения предметов. Они могут быть мнимыми и действительными, перевернутыми и прямыми, уменьшенными и увеличенными. Линейные размеры изображения изменяются в зависимости от расположения предметов.

Увеличение линзы – отношение линейных размеров изображения и предмета. Коэффициент увеличения (К) может быть выражен по формуле: К= u/v, где u является расстоянием от линзы до предмета, а v – расстоянием от линзы до изображения. Коэффициент увеличения является показателем того, насколько линейные размеры предмета больше или меньше размеров изображения.

В науке существуют такие понятия, как собирающая линза и рассеивающая. Первая толще в середине, а у края тоньше, у второй - все наоборот. Линзы характеризуются фокусным расстоянием (от оптического центра до фокуса: у рассеивающей линзы оно является отрицательным, а у собирающей – положительным) и оптической силой, которую измеряют в диоптриях. Фокусное расстояние одной диоптрии составляет 1 метр. Оптическая сила зависит от радиусов кривизны сферических поверхностей линзы, а также материала (показателя его преломления), из которого изготовлена. Она является величиной, обратной фокусному расстоянию.

Собирающая линза имеет следующие отличия от рассеивающей:

1. Собирает свет.

2. Края тоньше середины.

3. Представляет собой совокупность большого числа расширяющихся к середине линзы (а не к краям) треугольных призм.

4. Фокус линзы (то есть точка пересечения лучей после преломления, расположенная на главной оптической оси), является действительным (а не мнимым), поскольку пересекаются сами лучи, а не их продолжения.

5. Способна собирать лучи, падающие на поверхность в одной точке, которая расположена с другой стороны линзы.

6. 
   
   
   
   

   Собирающая линза может направляться к предмету любой стороной, и лучи при этом будут собираться, поскольку такая линза имеет 2 фокуса. На оптической оси передний и задний фокусы расположены по обе ее стороны на фокусном расстоянии от основных точек линзы.

Материалы для линз

• кварцевое стекло. Отличается высокой термостойкостью и пропускной способностью ультрафиолетовых лучей. Также оно инертно ко множеству химических реактивов-

• кремний. Этот материал сочетает высокую дисперсию с большим абсолютным значением коэффициента преломления в диапазоне инфракрасного излучения, полной непрозрачностью в видимом диапазоне спектра-

• органические полимеры. При помощи литья имеется возможность создания недорогих асферических линз, которые применяются в последнее время все чаще. Мягкие контактные линзы, использующиеся в офтальмологии, изготавливаются из материалов, имеющих бифазную природу. Силикон-гидролиевые линзыблагодаря высокой кислородопроницаемости и сочетанию гидрофильных свойств могут непрерывно использоваться в течение месяца-

• другие материалы.

Виды линз

Собирающие линзы подразделяются на 3 вида:

• двояковыпуклые-

• 
  
  
  

  плоско-выпуклые-

• вогнуто-выпуклые.

Рассеивающие линзы также подразделяются на 3 вида:

Видео: Геометрическая оптика: Построение изображений в тонких линзах. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

• двояковогнутые-

• плоско-вогнутые-

  Видео: Собирающая линза - Converging lens

• выпукло-вогнутые.

Линзы могут быть простыми, а могут комбинироваться из нескольких - для построения каких-то сложных оптических систем. Систему линз, расположенных на некотором расстоянии, оси которых совпадают, называют центрированной.

Применение линз

Они необходимы для изготовления телескопов, микроскопов, биноклей, фотоаппаратов, проекторов, оптических прицелов и т.д. Линзы активно применяются и в офтальмологии, поскольку необходимы лицам, имеющим такие недостатки зрения, как близорукость и дальнозоркость. Кроме того, одиночная собирающая линза используется в качестве увеличительного стекла.