Собирающая линза

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.

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.

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.

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.