Тонкие линзы
Линза — это тело, которое имеет прозрачное строение и две сферические поверхности. Она будет тонкой, если ее толщина меньше радиуса кривизны поверхностей сферического типа.
Типы линз и их характеристика
Также линзы являются основной составляющей, почти каждого оптического прибора.
По определению данные приборы можно разделить на:
- собирающие;
- рассеивающие.
Собирающая линза — это когда она в середине толще, чем по основным края.
Рассеивающая линза — это если толщина по краям более, чем данный показатель по середине.
Главная оптическая ось тонкой линзы – это отрезок прямой, который проходит через точки центра кривизны O1 и O2 сферических поверхностей.
Побочные оптические оси – это характерные прямые, которые проходят через оптический центр.
Если к любой линзе направить пучок лучей, которые располагаются параллельно относительно главной оптической оси, тогда после прохождения через линзу лучи сосредоточатся в одной точке F. Данная точка называется главным фокусом линзы.
Для тонкой линзы характерно два основных фокуса. Они расположены симметрично на главной оси оптики.
Для собирающей линзы характерен действительный фокус. В свою очередь, у рассеивающей, он имеет мнимый эффект.
Пучки всех лучей, которые являются параллельными одной из всей совокупности оптических осей, после того как проходят через линзу также направлены на точку F ‘. Она расположена на пересечении побочной оси с фокальной плоскостью Ф.
Фокальная плоскость – это плоскость, которая перпендикулярна основной оптической оси и, которая проходит через главный фокус.
Размер расстояния между главным фокусом F и оптическим центром линзы О, именуется как фокусным и обозначается (F).
Важнейшим свойством линз является характерная особенность передавать любые изображения предметов.
Данные изображения согласно характеристик могут быть:
- действительные;
- мнимые;
- прямые;
- перевернутые;
- увеличенные;
- уменьшенные.
Принцип построения изображения в линзах
Геометрические построения значительно оказывают помощь для определения положения изображения, а также его характерного размещения. Для таких лучей используют обычные стандартные свойства лучей. Их направление изначально определено. Данные лучи проходят через центр оптики или фокусов линзы. Они также располагаются параллельно главной или побочной оси оптики.
Рисунки 3 и 4 отображают данные построения.
Стоит отметить то, что стандартные лучи, которые используются на рисунках 3 и 4 для построения рисунков, не проходят через саму линзу непосредственно.
Такие лучи не применяются в построении изображений, однако они могут применяться в данном процессе.
Формула тонкой линзы:
\[\frac{1}{d}+\frac{1}{f}+\frac{1}{F}=D\]
где:
d — расстояние, которое исчисляется от самого предмета до линзы;
f — расстояние от линзы до непосредственного изображения.
Величина D – это показатель оптической силы линзы, которая равна обратному расстоянию фокуса.
Диоптрия (дптр) является единицей измерения для оптической силы, у которой фокусное расстояние имеет следующий показатель 1м: 1д п т р = м − 1.
Линейное увеличение линзы Г – это соотношение линейных показателей изображения h ‘ и непосредственно самого предмета h.
Астрономическая труба Кеплера и земная труба Галилея.
Рассмотрим конкретный и подробный пример.
Телескопический ход лучей в заданной системе из двух обычных линз, когда и предмет, и второе изображение расположены на бесконечно больших расстояниях относительно друг от друга. Телескопический ход происходит в зрительных трубах. А именно: земная труба Галилея и астрономическая Кеплера. Наиболее тонкая линза включает в себя перечень недостатков, которые не дают возможности получать изображения наиболее высокого разрешения.
Аберрация – это некое искажение, которое способно возникать в процессе формирования изображения непосредственно. Беря в расчет расстояние, на котором осуществляется наблюдение, аберрации могут подразделяться на сферические и хроматические.
Основа сферической аберрации заключается в том, что при наиболее широких световых пучках лучи, которые располагаются на отдаленном расстоянии от оптической оси, пересекают ее вне места фокуса.
Формула для тонкой линзы применяется лишь для лучей, которые расположены достаточно близко к самой оптической оси. Изображение наиболее удаленного источника, созданного широким пучком лучей, размыто.
Главный смысл хроматической аберрации заключается в том, что на показатель преломления конкретного материала оказывает влияние длина световой волны равная λ. Такое свойство принято называть средой дисперсии.
Само фокусное расстояние может быть разным для света с разными длинами волн. Такой факт приводит в процессе размытия изображения при излучении немонохроматического света
Современные оптические приборы оборудованы не обычными тонкими линзами, а целыми сложными системами. В них присутствует возможность исключать некоторый перечень искажений. Для таких приборов, как фотоаппараты, проекторы, применяются собирающие линзы, которые формируют действительные изображения предметов.
Нет времени решать самому?
Наши эксперты помогут!
Контрольная
| от 300 ₽ |
Реферат
| от 500 ₽ |
Курсовая
| от 1 000 ₽ |
Что представляет собой фотоаппарат
Фотоаппарат – это замкнутая камера, обладающая светонепроницаемым эффектом, в которой отображаются запечатленные предметы, созданные на пленке системой линз – иными словами объективом. На период создания экспозиции объектив открывается и закрывается при помощи специального затвора.
Особенность работы данного оборудования в том, что на плоскости фотопленки получаются достаточно четкие изображения предметов. Они расположены на различных расстояниях. Резкость способна изменяться вследствие постепенного перемещения объектива относительно фотопленки фотоаппарта. Изображения всех точек, которые не расположены в плоскости резкого наведения, отображаются на снимках достаточно размытыми. Чаще всего это в виде рассеянных кружков. Размер d данных кружков имеется возможность уменьшить методом диафрагмирования объектива. Иными словами, уменьшения относительного отверстия aF, как показано на рисунке 5 и 6. Следовательно, это в конечном результате будет увеличивать размер глубины характеристик всей резкости.
