Линзы. Ход лучей и построение изображений

Сферическая линза представляет собой пространство, ограниченное с двух противоположных сторон сферическими поверхностями. Прямая, соединяющая центры этих поверхностей, является главной оптической осью такой линзы (рис. 1). Линза называется тонкой, если ее толщина вдоль главной оптической оси существенно меньше радиусов кривизны ее поверхностей. В зависимости от кривизны поверхностей и соотношения показателей преломления материала линзы и среды, в которой находится линза,она может быть положительной (собирающей) или отрицательной (рассеивающей).

Построение изображения для различных положений предмета относительно положительной линзы пояснено на рис. 2.

Выражение

(1)

называется формулой тонкой линзы. В этом выражении а ₁ – расстояние от предмета до линзы, а ₂ – расстояние от линзы до изображения, F – фокусное расстояние линзы.

Для построений используются два из трех лучей, ход которых известен: луч идущий до линзы параллельно оптической оси после линзы пойдет через фукус; луч идущий до линзы через фокус после линзы пойдет параллельно оптической оси линзы; луч идущий через центр линзы идет не преломляясь. Действительное изображение получается на пересечении лучей и его можно наблюдать на экране (рис 2, а и 2,б). На рис. 2, в пересекаются не лучи, а их продолжения. В этом случае говорят, что изображение мнимое и его можно увидеть глазом, но не на экране. Пучок лучей, попадающий на хрусталик глаза, преломляется и дает действительное изображение на сетчатке глаза.

Рис. 2. Построение изображений в положительной линзе