Образовака🌡️ Физика8 классСветовые явления

Собирающая линза

4.1

Средняя оценка: 4.1

Всего получено оценок: 171.

Из курса физики в 8 классе известно, что линза — это прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями, одна из которых является сферической, а вторая может быть или сферической, или плоской. Один из видов линз — собирающие линзы. В статье приведём определение собирающей линзы, рассмотрим её свойства и ход лучей в ней.

Линза и её действие

Основным свойством любой линзы является способность изменять ход лучей, падающих на неё.

Если обе поверхности линзы параллельны, то прямая, по которой луч падает на первую поверхность, и прямая, по которой луч выходит из второй поверхности, также будут параллельны. В противном случае эти прямые будут лежать под некоторым углом. То есть луч, проходя сквозь линзу, меняет направление. Единственный луч, который пройдёт сквозь линзу без изменения направления в любом случае, — это луч, прошедший сквозь оптический центр линзы.

В разных линзах радиусы поверхностей различны, поэтому и условия хода лучей в линзе могут быть самыми различными. И чем сильнее луч искривляется, тем больше оптическая сила линзы. На этом свойстве основано действие оптических приборов.

Собирающая линза

Если толщина линзы в центре больше, чем по краям, лучи, прошедшие сквозь такую линзу, будут преломляться в сторону оптической оси. В результате световой пучок, параллельный оптической оси, после падения на такую линзу соберётся в точке, которая будет лежать за линзой на оптической оси в фокальной плоскости.

Если пучок упадёт на линзу непараллельно оптической оси, то он также соберётся в точку, но лежать эта точка будет в другом месте фокальной плоскости.

В любом случае пучок лучей, падающих на линзу, толщина которой в середине больше, чем по краям, собирается в точку. Поэтому такая линза называется собирающей.

Изображение, даваемое собирающей линзой

Для построения изображения точки, даваемого линзой, необходимо построить схему хода лучей в линзе и проследить ход двух произвольных лучей, выходящих из этой точки. Если после прохождения линзы лучи пересекутся, в точке пересечения появится искомое изображение.

Поскольку лучи, проходящие сквозь собирающую линзу, преломляются в сторону главной оптической оси, то два луча, вышедшие из одной точки, после прохождения через такую линзу пересекутся, создавая реальное изображение.

Для построения изображения точки, которое даёт собирающая линза, обычно используют следующие два луча:

луч, проходящий сквозь оптический центр линзы: он не будет преломляться, пройдёт сквозь линзу без изменений;
луч, перпендикулярный линзе: после прохождения через линзу он будет направлен точно в фокус линзы.

Построив эти два луча, можно найти точку пересечения. Эта точка будет лежать за собирающей линзой и давать реальное изображение. Расстояние до изображения находится из формулы тонкой линзы:

$${1\over d}+{1\over f}=D$$

где:

$d$ — расстояние от точки до линзы;
$f$ — расстояние от линзы до изображения;
$D$ — оптическая сила линзы.

Рис. 3. Изображение, даваемое собирающей линзой

Что мы узнали?

Линза — это прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Если толщина в середине линзы больше, чем по краям, такая линза называется собирающей. Лучи, прошедшие сквозь неё, отклоняются в сторону главной оптической оси и собираются в точку. Изображение, которое даёт собирающая линза, — реальное.