Линзы. Построение в линзах

1. Линзы. Построение в линзах.

2.

3.

Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя
сферическими поверхностями.
Виды линз
Собирающие
Рассеивающие

4. Собирающие линзы

Линзы, преобразующие параллельный пучок
световых лучей в сходящийся, называются
собирающими.

5. Рассеивающие линзы

Линзы, преобразующие параллельный пучок
световых лучей в расходящийся, называются
рассеивающими.

6. Тонкая линза

Линза, толщина которой пренебрежимо мала по
сравнению с радиусами кривизны ее
поверхности называют тонкой.
собирающая линза
рассеивающая линза

7. Геометрические характеристики линз

Главная оптическая ось (ГОО) – прямая, на которой лежат
центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.
Главная плоскость линзы – плоскость, проходящая через
центр линзы (т. О) перпендикулярно главной оптической оси
Н
Н
ГОО
ГОО
О
О

8.

Фокус собирающей линзы – точка на главной оптической оси, в
которой собираются лучи, падающие параллельно главной
оптической оси, после преломления их в линзе.
Фокус рассеивающей линзы – точка на главной оптической оси,
через которую проходят продолжения расходящегося пучка
лучей, параллельных главной оптической оси.
Н
Н
О
F
F
F
О
F

9.

Фокальная плоскость линзы – плоскость, проходящая через
фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси.
Н
Н1
О
F
Н1
F
Н
Н1
F
Н1
О
F

10. Построение изображений предметов в линзах

11.

Основные лучи для собирающей линзы
Луч, параллельный ГОО, преломляясь в линзе, проходит
через ее задний фокус.
Луч, идущий через оптический центр линзы, проходит
через нее, не преломляясь.
F
F

12.

12

13.

13

14.

ЗАПОЛНИ САМ
Положение
предмета (d)
d > 2F
d=2F
2 F< d< F
d=F
d<F
Действительное
или мнимое
Увеличение
Прямое или
обратное

15.

Положение
предмета (d)
Действительное
или мнимое
Увеличение
Прямое или
обратное
d > 2F
действительное
уменьшенное
обратное
d=2F
действительное
того же самого
размера
обратное
2 F< d< F
действительное
увеличенное
обратное
изображения нет
d=F
d<F
мнимое
увеличенное
прямое

16.

Изображение: действительное, уменьшенное,
перевернутое

17.

Изображение: действительное, того же размера,
перевернутое

18.

Изображение: действительное, увеличенное,
перевернутое

19.

Изображение: нет

20.

Изображение: мнимое, увеличенное, прямое

21.

Задание 1: построить изображение предмета и
охарактеризовать его
F
F

22.

Задание 2: построить изображение предмета и
охарактеризовать его
F
F

23.

Задание 3: построить изображение предмета и
охарактеризовать его
F
F

24.

Задание 4: найдите построением оптический
центр и фокус собирающей линзы
F
О

25.

25

26.

Основные лучи для рассеивающей линзы
Луч, параллельный ГОО, преломляясь в линзе, выходит
как бы из мнимого (переднего)фокуса.
Луч, идущий через оптический центр линзы, проходит
через нее, не преломляясь(побочная оптическая ось)

27.

Задание 1: построить изображение предмета и
охарактеризовать его
F
F

28.

Задание 2: постройте изображение предмета
’
A
A
F
F

29.

Задание 3: найти построением оптический
центр и главный фокус рассеивающей линзы
O
F

30.

30

31.

Глаз.
31

32.

Очки, дальнозоркость и близорукость
32

33.

Коррекция дальнозоркого и близорукого
глаза с помощью очков
33

34.

Расстояние наилучшего зрения у близорукого глаза меньше, а у дальнозоркого
больше, чем у нормального глаза. Для исправления дефекта зрения служат
очки. Для дальнозоркого глаза необходимы очки с положительной оптической
силой (собирающие линзы), для близорукого – с отрицательной оптической
силой (рассеивающие линзы).
Для наблюдения удаленных предметов оптическая сила линз должна быть
такой, чтобы параллельные пучки фокусировались на сетчатке глаза. Глаз
должен видеть через очки мнимое прямое изображение удаленного предмета,
находящееся в дальней точке аккомодации данного глаза. Если, например,
дальняя точка аккомодации близорукого глаза находится на расстоянии 80 см,
то применяя формулу тонкой линзы получим:
d = ∞, f = –0,8 м, следовательно,
дптр.
Следует отметить, что у дальнозоркого глаза дальняя точка аккомодации
мнимая, т. е. ненапряженный глаз фокусирует на сетчатке сходящийся пучок
лучей. Потому при рассмотрении удаленных предметов очки для дальнозоркого
глаза должны превращать параллельный пучок лучей в сходящийся, т. е.
обладать положительной оптической силой.
Очки для «ближнего зрения» (например, для чтения) должны создавать мнимое
изображение предмета, находящегося на расстоянии d0 = 25 см (т. е. на
расстоянии наилучшего зрения нормального глаза), на расстоянии наилучшего
зрения данного глаза. Пусть, например, близорукий глаз имеет расстояние
наилучшего зрения 16 см. По формуле тонкой линзы
получим: d = d0 = 0,25 м, f = –0,16 м, следовательно,
дптр.
Вследствие сужения области аккомодации у многих людей очки для ближнего
34
зрения должны обладать большей (по модулю) оптической силой по сравнению

35.

35

36.

Развитие очков
Сначала оправа была жесткой, т.е. линзы в оправах прочно
соединялись между собой. В 16 веке крепление стало
шарнирным, т.е. очки могли несколько меняться в своих
размерах. Следующий шаг – изобретение очков на дужках.
Придумывались самые разнообразные способы крепления очков.
К примеру, одно время они приделывались к шляпам. Нравился
такой способ женщинам 15 - 18 веков. В 16 веке стал
использоваться специальный металлический обруч, который
одевался на голову. К нему крепились очки. В это же время
придумали удерживать очки с помощью ленты, которая
одевалась вокруг головы.
Очки на дужках в 18 веке придумал Эдвард Скарлетт (Англия).
А первую масштабную копию таких приспособлений (200 000
единиц) заказал Наполеон. Очки должны были защитить его
армию от слишком активного египетского солнца (имеется в виду
Египетская экспедиция).
В 19 веке Бенджамин Франклин, изобрел бифокальные линзы для
очков. Их особенность заключалась в том, что они имели две
оптические зоны. Нижняя часть линзы позволяла хорошо видеть
предметы, расположенные вблизи, верхняя часть – те, что
находятся далеко.
Нумерация стекол в зависимости от диоптрий была введена в
1873 году. Через некоторое время, врачи, прежде чем выписать
очки тому или иному пациенту, стали основываться на каких - то
научных изысканиях.
36
Также была выявлена проблема со зрением, которую не
удавалось скорректировать ни вогнутыми, ни выпуклыми
линзами. Она получила название «астигматизм». Его научились
корректировать при помощи цилиндрических линз.

37.

Виды очков
Монокль
Лорнет
Пенсне
Современные очки нашего времени
37