Световые лучи и оптика линз

 

Световые лучи, проходя через различные прозрачные среды (воздух, вода, стекло и др.), на границе их раздела преломляются - т.е. меняют свое направление. Это явление называется рефракцией. Степень отклонения светового луча от первоначального направления, когда он из воздуха попадает в другой прозрачный материал, например, в воду, определяется характеристикой этого вещества, называемой показателем преломления. Для воды показатель преломления равен примерно 1,3; для стекла и полимеров, используемых для изготовления очков - от 1,5 до 1,9. Чем больше показатель преломления, тем сильнее отклоняется луч при попадании из воздуха в эту среду.

 

Способность прозрачных материалов преломлять световые лучи лежит в основе действия, простейших оптических устройств, называемых линзами. Линза представляет собой диск из прозрачного материала, ограниченный двумя поверхностями, обычно сферическими (применяются и более сложные формы).

 

Линза, у которой обе поверхности выпуклые, обладает замечательной способностью собирать солнечные лучи в точку (сконцентрированными в одной точке солнечными лучами можно даже прожечь лист бумаги). Такая линза называется собирательной (положительной). Собирательные линзы в середине толще, а по краям тоньше.

 

Точка, в которой собираются лучи от удаленного источника света, называется фокусом, и в нашем случае она является оптическим изображением Солнца. Расстояние от фокуса до линзы называется фокусным расстоянием. Чем оно меньше, тем сильнее преломляющая способность линзы (ее рефракция) - т.е. тем сильнее линза преломляет световые лучи.

 

Преломляющая способность линзы характеризуется понятием «оптическая сила линзы». Оптическая сила определяется как величина, обратная фокусному расстоянию. Единицей измерения оптической силы является диоптрия (сокращенно: дптр. или D): 1 дптр. = 1 / 1 м. Для собирательных линз оптическую силу указывают со знаком «+» (например, +5,0 D).

Если через такую линзу посмотреть на текст в книге, то можно подобрать расстояния между глазом, линзой и текстом такими, что буквы будут видны четко, причем они значительно увеличатся в размере - линза увеличивает. Чем больше оптическая сила линзы, тем сильнее она увеличивает.

 

Линза с обеими вогнутыми сферическими поверхностями будет действовать противоположным образом - она рассеивает лучи. Такая линза называется рассеивающей (отрицательной). Для рассеивающих линз оптическую силу указывают со знаком «-» (например, -5,0 D). Рассеивающие линзы в центре тоньше, чем по краям.

 

Рассмотренные выше линзы называются двояко-выпуклыми и двояко-вогнутыми, соответственно.

Отметим, что для линз широко используются и другие комбинации поверхностей. В зависимости от этого линзы бывают, например, выпукло-вогнутыми, плоско-выпуклыми и др. Наиболее часто в очках используют выпукло-вогнутые линзы. Преломляющая сила линзы зависит от кривизны обеих поверхностей и показателя преломления ее материала.

 

Линзы обладают способностью, используя исходящие от объекта световые лучи, формировать на некотором расстоянии от себя его четкое изображение. Эта способность линз реализована в таких известных оптических устройствах, как фотоаппарат, подзорная труба, очки и др.

 

При использовании материалов портала активная индексируемая ссылка на портал обязательна.
Копирование материалов портала только с письменного разрешения администрации портала.

Цветовые подсказки: синий цвет - переход на статью, зеленый - определение из "Словаря терминов"
© Вестник оптометрии, Москва, 2009 www.optica4all.ru (Оптика для всех)

Яндекс.Метрика Яндекс цитирования Каталог@MAIL.RU - каталог ресурсов интернет