Общая формула линзы

Геометрическая оптика

Определение тонкой линзы. Общая формула линзы. Характеристики линзы. Предметное пространство и пространство изображений. Оптическая сила (диоптрийность) линзы. Оптическая сила комбинации линз.

Тонкая линза — линза (в оптике), когда толщина самой линзы d (расстояние между наружныим точками сфер) мала по сравнению с радиусами кривизны сферических поверхностей d <<R₁ и R₂. В противном случае такие линзы называются толстыми.

Линзы входят в состав практически всех оптических устройств. Линзы (Рис.3) делятся на собирающие и рассеивающие.

Рис.1, Тонкая линза Рис.3,Собирающие и рассеивающие линзы

Основные определения тонкой линзы

Рис.2,Схема тонкой линзы

Главной оптической осью линзы (См. Рис.2) считается ось, проходящая через центры кривизны её поверхностей. В тонкой линзе точки пересечения главной оптической оси с обеими поверхностями линзы сливаются в одну точку О.(Т.к. очень большие радиусы кривизны приближаются к плоскостям, то сферические поверхности теоретически сливаються в одну плоскость). Эта точка называется оптическим центром линзы. Тонкая линза имеет одну главную плоскость, которая общая для двух сферических поверхностей и проходит через центр призмы и перпендикулярна к главной оптической оси. Все прямые, проходящие через оптический центр линзы, называются побочными оптическими осями линзы. Важным является то, что все лучи, идущие через оптический центр линзы, не преломляются.

Поток монохроматических параллельных лучей или пучков лучей с осями их узких конусов, нормалльных к сферической границе раздела (к главной плоскости, см.Рис.2), называют парксиальными (приосевыми) пучками. При этом, пройдя через неё сходятся в главном фокусе линзы F. Главные фокусы линзы лежат на главной оптической оси линзы. Точки, расположенные на главной оптической оси линзы с двух сторон оптического центра на равных расстояниях F₂. (См. Рис.4), называются главными фокусами линзы. Плоскости, проходящие через главные фокусы F₂ линзы и перпендикулярные к её главной оптической оси, называются фокальными плоскостями линзы.

Непараксиальные пучки не дают стигматических оптических изображений и после преломления становятся не гомоцентрическими.

Общая формула линзы.

1/f = (N - 1)(1/R₁ + 1/R₂), где N – относительный пок-ль преломления.

N = n/n₁, где n – показатель преломления в среде, n₁ – показатель преломления среды.

С помощью общ. формулы линзы можно рассчитывать св-ва любой линзы – вогнутой, выпуклой…