Лінза – це прозоре тіло, обмежене двома поверхнями, які заломлює світлові промені таким чином, щоб у результаті формувались оптичні зображення предметів.
За оптичними властивостями лінзи бувають збиральні та розсіюявальні. Як матеріал для лінз зазвичай використовуються оптичні матеріали, такі як скло, оптичне скло, кристали, оптично прозорі пластмаси та інші матеріали.
Елементи лінзи:
- головна оптична вісь (ГОВ) – пряма, яка проходить через центри кривизни поверхонь лінзи.
- оптичний центр лінзи (ОЦЛ) – точка, яка лежить на гов і зберігається з геометричним центром середньої частини лінзи. Головною властивістю є те що промені що проходять через нього не заломлюючись.
- фокус лінзи (F) – це точка на ГОВ, у якій після заломлення збираються всі промені, що падають на лінзу паралельно ГОВ.
- фокальна площина – площина яка проходить через фокус лінзи перпендикулярно до ГОВ.
Формула лінзи:
d – відстань по ГОВ від предмета до ОЦЛ.
f – відстань по ГОВ від зображення предмета до ОЦЛ
F – фокус лінзи
Оптична сила лінзи
Одиниця оптичної сили – діопртія (дитр). 1 дитр – оптична сила лінзи відстанню в 1 м.
Збиральні лінзи мають позитивну оптичну силу, а розсіювальні негативну.
Побудова зображення в збиральній лінзі
Збиральна лінза перетворює пучок паралельних променів, що падають на неї на пучок променів які сходяться. У збиральних лінзах середина товстіша за краї, тобто опуклі.
SS1 – пряма лінія, проходить чеорез О.
Зображення в збиральній лінзі будується за допомогою трьох променів:
- Промінь 1 проходить через фокус лінзи, заломлюється в лінзі й проходить далі паралельно ГОВ.
- Промінь 2 проходить не заломлюючись, через ОЦЛ.
- Промінь 3 проходить паралельно ГОВ, заломлюється в лінзі та проходить через фокус лінзи.
Зображення розміщується в точці перетину променів.
Побудова зображення в розсіювальній лінзі.
Розсіювальна лінза перетворює пучок паралельних променів на пучок променів які розходяться. В розсіювальних лінзах середина тонша за краї, тобто ввігнуті.
- Промінь 2 проходить через оптичний центр, не заломлюючись та не змінюючи напрямку.
- промінь 1, паралельний головній оптичній осі лінзи, — після заломлення в лінзі проходить таким чином, що його продовження йде через фокус F;
- промінь 3, який проходить через фокус F — після заломлення в лінзі поширюється паралельно до головної оптичної осі.
Типи лінз
Залежно від розташування центрів сферичних поверхонь та їхнього радіусу розрізняють такі типи лінз:
Збиральні лінзи:
– двоопукла лінза
– плоско-опукла лінза
– збиральний меніск
Розсіювальні лінзи:
– двоввігнута лінза
– плоско-ввігнута лінза
– розсіювальний меніск
Опуклі лінзи збирають заломлене світло, а ввігнуті розсіюють.
Позначення лінз
Для позначення лінз використовують спеціальні рисунки:
Лінійне збільшення
Зображення, що отримується за допомогою лінзи, зазвичай відрізняється своїми розмірами від предмета. Різниця розмірів предмета і зображення характеризують збільшенням.
Лінійним збільшенням називається відношення висоти отриманого зображення до висоти предмета
Г – лінійне збільшення,
hiz – висота отриманого зображення,
hpr – висота вихідного предмета.
При побудові ми використовували промінь від предмета S, який проходить через головний оптичний центр лінзи (при цьому не заломлюючись). При цьому у нас вийшли два подібних трикутника. Тоді можемо записати:
d – відстань від предмета до лінзи,
f – відстань від зображення до лінзи.
Лінза – це невід’ємний елемент оптичних систем. Зазвичай їх застосовують для виготовлення окулярів, фото та відео техніки, мікроскопів. В світлових приладах таких як прожектори, світильники, ліхтарики та інше.
Tweet