Какая линза какое изображение дает: примеры

Чтобы разобраться, какая линза какое изображение дает, нужно в первую очередь вспомнить, что такое линза. Основное физическое явление, которое используется при создании линзы, - это преломление света, проходящего через среду. Именно это явление позволило создать такой прибор, который может управлять направлением световых потоков. Принципы такого управления объясняют детям еще в школе, в курсе физики восьмого класса.

Определение слова линза и материал, который используется для её изготовления

Линзы используют для того, чтобы человек смог увидеть увеличенное или уменьшенное изображение некоторого предмета. Например, с помощью телескопа или микроскопа. Поэтому данный прибор является прозрачным. Сделано это с целью, чтобы видеть предметы такими, какие мы есть на самом деле, лишь измененными в размере. Она не будет цветной, искаженной, если этого не требуется. То есть линза – это прозрачное тело. Далее переходим к ее составляющим. Линза состоит из двух поверхностей. Они могут быть криволинейными, зачастую сферическими, либо же одна из них будет криволинейной, а вторая плоской. Именно от этих плоскостей зависит то, какая линза какое изображение дает. Материалом для изготовления линз в широком быту служат стекло или пластик. Далее будем говорить именно о стеклянных линзах для общего понимания.

Разделение на выпуклые и вогнутые линзы

Данное разделение зависит от того, какая у линзы форма. Если линза имеет середину шире, чем края, ее называют выпуклой. Если наоборот – середина тоньше, чем края, что такой прибор называется вогнутым. Что важно еще? Важно то, в какой среде находится прозрачное тело. Ведь то, какая линза какое изображение дает, зависит от преломления в двух средах – в самой линзе и в окружающей ее материи. Далее будем рассматривать только воздушное пространство, так как показатель преломления линзы со стекла или с пластика выше, чем установленный показатель окружающей среды.

Собирающая линза

Возьмем выпуклую линзу и пропустим через нее поток света (параллельные лучи). После прохождения через плоскость поверхности поток собирается в одной точке, потому линза и называется собирающей.

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

Чтобы понять, какое изображение дает собирающая линза, да и любая другая, нужно вспомнить об основных ее параметрах.

Важные параметры для понимания свойств данного стеклянного тела

Если линза ограничена двумя сферическими поверхностями, то ее сферы, само собой, имеют определенный радиус. Эти радиусы называются радиусами кривизны, которые выходят из центров сфер. Прямая, которая соединяет оба центра, называется оптической осью. У тонкой линзы есть точка, через которую луч проходит без особых отклонений от предыдущего своего направления. Ее называют оптическим центром линзы. Через данный центр, перпендикулярно к оптической оси можно провести перпендикулярную плоскость. Ее называют главной плоскостью линзы. Также есть точка, которая называется главным фокусом – место, где соберутся лучи после прохождения стеклянного тела. При разборе вопроса, какое изображение дает собирающая линза, важно помнить, что ее фокус находится с обратной стороны от вхождения лучей. У рассеивающей линзы фокус является мнимым.

Какое изображение предмета дает собирающая линза

Это напрямую зависит от того, на каком расстоянии размещен предмет относительно линзы. Не будет никакого действительного изображения, если поместить предмет между фокусом линзы и самой линзой.

Изображение получается мнимым, прямым, и значительно увеличенным. Элементарный пример такого изображения - это лупа.

Видео: Xiaomi Yi - Примеры ФОТОВИДЕО + ОТЗЫВ

Если размещать предметы за фокусом, то тогда возможны два варианта, но в обоих случаях изображение в первую очередь будет перевернутым и действительным. Разница только в размере. Если разместить предметы между фокусом и двойным фокусом, изображение получается увеличенное. Если же разместить за двойным фокусом, оно станет уменьшенным.

В отдельных случаях может произойти так, что вообще не будет получено изображение. Как видно по рисунку выше, если разместить предмет как раз на месте фокуса линзы, линии, пересечение которых дает верхнюю точку предмета, идут параллельно. Соответственно, о пересечении не может быть и речи, потому изображение сможет получиться только лишь где-то в бесконечности. Также интересен случай, когда помещают предмет на месте двойного фокуса. В этом случае изображение получается перевернутым, действительным, но по размеру идентично исходному предмету.

На рисунках данную линзу схематически изображают как отрезок со стрелочками на концах, направленными наружу.

Видео: Построение изображений с помощью линз

Рассеивающая линза

По логике, вогнутая линза является рассеивающей. Ее отличие в том, что она дает мнимое изображение. Лучи света после ее прохождения рассеиваются в разные стороны, потому действительного изображения нет. Ответ на вопрос о том, какое изображение дает рассеивающая линза, всегда один. В любом случае изображение будет не перевернутым, то есть прямым, оно будет мнимым и уменьшенным.

На рисунках данную линзу схематически изображают как отрезок со стрелочками на концах, которые смотрят внутрь.

Каков принцип построения изображения

Шагов построения для собирательной линзы несколько. Предмет, изображение которого будет строиться, имеет вершину. Из нее нужно провести две линии: одну - через оптический центр линзы, другую - паралельно к оптической оси до линзы, а затем через фокус. Пересечение этих линий даст вершину изображения. Все что нужно далее - это соединить оптическую ось и полученную точку, паралельно до исходного предмета. В случае, когда предмет находится перед фокусом линзы, изображение будет мнимым и находиться с той же стороны, что и предмет.

Видео: Построение изображений в собирающей линзе

Мы помним, какое изображение дает рассеивающая линза, потому ведем построение изображения для вогнутой линзы, по тому же принципу, только с одной разницей. Фокус линзы, используемый для построения, находится в той же стороне, что и предмет, изображение которого необходимо строить.

Видео: Линзы. Примеры на построения

Выводы

Подытожим вышеупомянутые материалы, для того чтобы понять, какая линза какое изображение дает. Ясно, что линза может увеличивать и уменьшать, но вопросы состоят в другом.

Вопрос номер один: какие линзы дают действительное изображение? Ответ – только собирательные. Именно вогнутая собирательная линза может дать действительное изображение.

Вопрос номер два: какая линза дает мнимое изображение? Ответ – рассеивающая, и в отдельных случаях, когда предмет находится между фокусом и линзой, - собирательная.