Лінза розсіювання

Лінза розсіювання


Лінза - це прозоре скляне тіло, яке обмежене сферичною або циліндричною поверхнею. Розрізняють такі її види: випуклі і увігнуті.

Будова скляних тіл

Увігнута (розсіююча лінза) і випукла (збірна) складаються з широкої і тонкої частин. Розсіююча має широку частину по краях і тонку в центрі, а збірна лінза - навпаки.

Помістимо такі скляні тіла в середу, де показник заломлення більший, ніж показник заломлення згаданих вище лінз. Тоді розсіююча лінза отримає властивості збірної - і навпаки.

Центр сфери, частина якої є поверхнею тіла, називають центром кривизни. Якщо одна поверхня його плоска, тоді кажуть, що він знаходиться в нескінченності.

Пряму лінію, що з'єднує центри кривизни поверхонь, які мають сферичну форму, визначають як головну оптичну вісь. Вона перпендикулярна до поверхні лінзи в тих точках, через які і проходить. Точка, що лежить на оптичній осі в центрі, є оптичним центром. Будь-яка пряма, яка може проходити через такий центр під прямим кутом відносно головної осі, вважається побічною.

Точка, де збираються всі промені, які, в свою чергу, йдуть паралельно до оптичної осі після виходу з лінзи, називається фокусом. А точку, де збираються продовження променів, які розсіюються, називають уявним фокусом розсіюючої лінзи.

Відстань від центру (мається на увазі оптичний центр) до фокусу скляного тіла, є фокусною відстанню. Площина, що проведена через точки у фокусі і, в свою чергу, проходить перпендикулярно до оптичної осі, називають фокальною.

Щоб зробити побудову зображення у розсіювальній лінзі певного предмета, яке дає лінза, необхідно будувати зображення його крайніх точок. Слід пам'ятати, що промені, які падають на скляне тіло, будуть паралельними головної оптичної осі, коли вони вийдуть і пройдуть через фокус. А промені, які падали на лінзу через фокус, після виходу підуть паралельно пучком. Якщо промінь потрапляє в оптичний центр, то після виходу з нього він буде рухатися в тому ж напрямку, тобто не буде ламуватися.

 Якщо позначити відстань від предмета до лінзи через b, а відстань від зображення до лінзи - через v, при цьому фокусна відстань позначити V, тоді справедливою буде наступна рівність:

1/b+1/v=1/V.

Таке рівняння вважається формулою лінзи. Воно необхідне для визначення відстані до зображення при різному розміщенні предмета щодо скляного тіла.

Якщо така відстань в кінцевому підсумку вийде негативною, то це говорить про те, що зображення предмета знаходиться на тій же стороні лінзи, що і предмет. Тому, якщо це розсіююча лінза, значення фокусної відстані в останній формулі потрібно приймати зі знаком мінус, так як від'ємного значення не уникнути.

Величину, яка зворотна фокусній відстані, вважають оптичною силою. Вимірюється вона в діоптріях. Знаючи розміри зображення, яке дає лінза, та розміри предмета можна визначити лінійне збільшення, яке дає скляне тіло. Таке збільшення дорівнює висоті зображення до висоти самого предмета.

Лінза, що розсіює. Побудова зображення

Предмет знаходиться в нескінченності. Тоді зображення такого предмета буде знаходитися в уявному фокусі. Його розміри та параметри можна лише припустити, оскільки точного значення неможливо досягти.

Предмет знаходиться на невеликій відстані від скляного тіла. Для розсіюючої лінзи, де б не знаходився предмет, його зображення завжди буде на тій же стороні від лінзи, де і знаходиться сам предмет. Зображення буде зменшеним, уявним і прямим.