Линзы. Оптическая сила линзы

Линза – прозрачное тело, ограниченное одним, двумя или несколькими сферическими поверхностями, каждая из которых может быть выпуклой или вогнутой. Линзыограниченные двумя сферическими поверхностями, называется двояковыпуклые(собирающие), двояковогнутые (рассеивающие) или вогнуто-выпуклые, выпукло-вогнутые. Линзы,максимальная толщина которой значительно меньше радиусов обеих сферических поверхностей, называется тонкой. Прямая проходящая через центры этих сфер называется главной оптической осью линзы. Точка, в которой, сходятся после прохождения линзы, падающие параллельно главной оптической оси, световые лучи, называется главным фокусом (F). Расстояние от этой точки до линзы называется фокусным расстоянием (f).

Оптическая силалинзы (D) - величина, обратная фокусному расстоянию:

D=1/f.

Единица оптической силы в СИ – диоптрия (дптр).

Расчетная формула для оптической силы линзы:

D = (n – 1)( 1/R₁ 1/R₂),

где R₁ и R₂ – радиусы кривизны поверхностей линзы; n - показатель преломления вещества линзы относительно окружающей среды; знак «+» берется для выпуклой поверхности, а «-» - для вогнутой.

Формула тонкой линзы: 1/f =1/а₁ 1/а₂

гдеf – фокусное расстояние (для рассеивающей линзы оно отрицательно), – расстояние от предмета до линзы; – расстояние от изображения до линзы (знак «+» берется для действительного изображения, а знак «-» - для мнимого).

Оптическая сила объектива из нескольких линз, расположенных вплотную друг к другу равна сумме оптических сил линз: …

Линейное увеличение линзы - отношение размера изображения к размеру предмета: k = H¹/H

Расчетная формула линейного увеличения: k = a₂ /a₁

Аберрации линз.

Аберрации - общее название для погрешностей изображения, возникающих при использовании линз.

Хроматические аберрации - аберрации, которые проявляются только в немонохроматическом свете.

Заключается в зависимости показателя преломления вещества от длины волны падающего света (дисперсия).

Монохроматические аберрации (МА) - Все остальные виды аберраций.

Сферическая аберрация- МА, обусловленная тем, что крайние (периферические) части линзы сильнее отклоняют лучи, идущие от точечного источника, чем ее центральная часть. В результате этого изображение точки на экране получается в виде светлого пятна.

Астигматизм косых пучков - МА, возникающая, когда лучи, исходящие из точки, составляют значительные углы с оптической осью.

Дисторсия - нарушение геометрического подобия между объектом и изображением.

Причина дисторсии состоит в том, что линейное увеличение, даваемое линзой, зависит от угла падения лучей. В результате изображение квадратной сетки принимает подушкообразный или бочкообразный вид.

Глаз и его функция.