Слайд 2
Отражение и преломление света используют для того, чтобы
изменять направление лучей или, как говорят, управлять световыми пучками.
На этом основано создание специальных оптических приборов, таких, например, как лупа, телескоп, микроскоп, фотоаппарат и другие. Главной частью большинства из них является линза. Например, очки - это линзы, заключенные в оправу. Уже этот пример показывает, какое значение имеет для человека применение линз.
Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 до н. э.), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь.
Линзы получили широкое использование лишь с появлением очков примерно в 1280-х годах в Италии.
Слайд 3
Например на первом рисунка колба такая, какой мы
её видим в жизни,
а на второй, если будем смотреть
на неё через лупу (та же линза).
В оптике чаще всего используют сферические линзы. Такие линзы представляют собой тела, изготовленные из оптического или органического стекла, ограниченные двумя сферическими поверхностями.
Слайд 4
ВИДЫ ЛИНЗ
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими
поверхностями. Если толщина самой линзы мала по сравнению с
радиусами кривизны сферических поверхностей, то линзу называют тонкой.
Линзы бывают собирающими (выпуклыми) и рассеивающими (вогнутыми). Собирающая линза в середине толще, чем у краев, рассеивающая линза, наоборот, в средней части тоньше
собирающие (a)
- двояковыпуклая
- плоско-выпуклая
- вогнуто-выпуклая
рассеивающие (b)
- выпукло-вогнутая
- плоско-вогнутая
- двояковогнутая
Слайд 5
Мы будем рассматривать только сферические линзы, то есть
линзы, ограниченные двумя шаровыми (сферическими) поверхностями.
Линзы,
ограниченные двумя выпуклыми поверхностями, называются двояковыпуклыми; линзы, ограниченные двумя вогнутыми поверхностями, называются двояковогнутыми
На этом рисунке изображены сечения двух линз с центрами в точке О. Первая линза - выпуклая, вторая - вогнутая. Точка О - оптический центр линзы.
Слайд 6
Прямая, проходящая через центры кривизны O1 и O2
сферических поверхностей, называется главной оптической осью линзы. В случае
тонких линз приближенно можно считать, что главная оптическая ось пересекается с линзой в одной точке, которую принято называть оптическим центром линзы O. Луч света проходит через оптический центр линзы, не отклоняясь от первоначального направления. Все прямые, проходящие через оптический центр, называются побочными оптическими осями. В случае, когда изображение точки находится на наклонной линии, проходящей через центр линзы под углом к оптической оси. Плоскость, перпендикулярная оптической оси, расположенная в фокусе линзы, называется фокальной плоскостью.
(a) собирающая
(b) рассеивающая
Слайд 7
СОБИРАТЕЛЬНАЯ ЛИНЗА
Если на некотором расстоянии перед собирательной
линзой поместить светящуюся точку S, то луч света, направленный
по оси, пройдёт через линзу не преломившись, а лучи, проходящие не через центр, будут преломляться в сторону оптической оси и пересекутся на ней в некоторой точке F, которая и будет изображением точки S. Эта точка носит название сопряжённого фокуса, или просто фокуса.
Если на линзу будет падать свет от очень удалённого источника, лучи которого можно представить идущими параллельным пучком, то по выходе из неё лучи преломятся под бо́льшим углом и точка F переместится на оптической оси ближе к линзе. При данных условиях точка пересечения лучей, вышедших из линзы, называется фокусом F’, а расстояние от центра линзы до фокуса — фокусным расстоянием.
Слайд 8
Рассеивающая линза
Лучи, падающие на рассеивающую линзу, по выходе
из неё будут преломляться в сторону краёв линзы, то
есть рассеиваться. Если эти лучи продолжить в обратном направлении так, как показано на рисунке пунктирной линией, то они сойдутся в одной точке F, которая и будет фокусом этой линзы. Этот фокус будет мнимым.
Слайд 9
Построение изображений в тонкой собирающей линзе
Для построения изображения
в линзе важную роль играет расстояние предмета от линзы,
которое обозначают буквой d . Фокусное расстояние, как и сам фокус, обозначают буквою F. Введем понятие двойного фокусного расстояния, которое обозначают 2F. Пусть предмет (стрелка АВ) находится за двойным фокусным расстоянием от собирающей линзы: d > 2 F. Чтобы построить изображение точки В, используем два «удобные» луча: первый луч проведем параллельно к главной оптической оси, после преломления он пройдёт через главный фокус; другой луч проходит через оптический центр линзы не преломляясь. На пересечении преломленных лучей находится точка В1 — изображение точки В. Поскольку стрелка АВ перпендикулярна к главной оптической оси, то её изображение также перпендикулярно к главной оптической оси.
Имеем изображение А1 В1 - уменьшенное, обратное, действительное и расположенное между фокусом и двойным фокусом.
Изображение, созданное линзой, характеризуют по размерам, прямое или обратное, действительное или воображаемое, и показывают расположение относительно линзы.
Слайд 10
Построение изображений в рассеивающей линзе
Предмет АВ находится за
фокусом рассеивающей линзы. Снова используем «удобные» лучи: первый луч
идёт параллельно к г лавной оптической оси и преломляется линзой так, что его продолжение проходит через фокус (пунктир на рисунке); второй луч, не преломляясь, проходит через оптический центр линзы. На пересечении второго луча и продолжении хода первого луча имеем изображение точки В - точку В1. Опускаем перпендикуляр на главную оптическую ось из точки В1 и получаем точку А1 - изображение точки А.
Следовательно, А1 В1 - уменьшенное, прямое, воображаемое изображение, расположенное между воображаемым фокусом и линзой.
Слайд 11
Рассмотрим несколько случаев построения изображений в зависимости от
места, где находится предмет.
На рисунке справа изображен
тот случай, когда предмет находится ровно между линзой и фокусом линзы, значит увеличенное изображение получится прямо в фокусе.
На этом рисунке предмет находится на расстоянии в 1/3 фокусного от линзы, и мы получаем изображение предмета посередине между фокусом и линзой.
Слайд 12
Оптическая сила линзы
Для характеристики линз используют величину, которая
называется оптической силой.
Оптическая сила линзы — величина, обратная
к фокусному расстоянию линзы , выраженному в метрах.
Обозначают оптическую силу буквой D. За единицу оптической силы взята диоптрия (дптр).
Одна диоптрия - это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.
Оптическую силу собирающих линз считают положительной, а рассеивающих линз – отрицательной.
Слайд 13
Формула тонкой линзы
Формула тонкой линзы связывает между; собой
три величины: расстояние от предмета до линзы d, расстояние
от линзы до изображения f и фокусное расстояние линзы F:
В формуле тонкой линзы фокусное расстояние ОF обозначается буквой F. Если линза собирающая, то > 0, если линза рассеивающая, то перед ставится знак «минус». Если изображение действительное, то > 0; если изображение воображаемое, то перед ставиться знак «минус». Все величины в формулу линзы подставляются в метрах.
