Физика 11 класс "Линза. Геометрическое построение линзы"

Учитель: Кузнецова Ирина Васильевна

1. Линза. Применение линз
2. Виды линз
3. Геометрические свойства линз
4. Построение изображения в линзах
5. Формула тонкой линзы
6. Формула рассеивающей линзы
7. Аберрации линз
8. Решение задач

Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Собирающие

Рассеивающие

Геометрические свойства линз

Главная оптическая ось – прямая О1О2, на которой лежат центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.

Геометрические свойства линз

Геометрические свойства линз

Геометрические свойства линз

Фокус – точка, в которой после преломления собираются все лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
Фокусное расстояние – расстояние от линзы до ее фокуса.
Оптическая сила линзы – величина, обратная ее фокусному расстоянию:
Фокальная плоскость – плоскость, проведенная через фокус, перпендикулярно главной оптической оси.

Построение изображений в линзах

Построение изображений в тонких линзах

Точечный источник света, находящийся на главной оптической оси

Предмет находится за двойным фокусом линзы (d>2F)

Формула тонкой линзы (для d>2F)

F – фокусное расстояние линзы
d – расстояние от линзы до изображения
f - расстояние от предмета до линзы

Построение изображения точки, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы

Строим луч, параллельный главной оптической оси (в данном случае он идет вдоль главной оптической оси)
Строим произвольный луч, падающий от точки на линзу
Изображаем побочную оптическую ось, параллельную построенному лучу
Изображаем фокальную плоскость
Строим ход преломленного луча, для этого соединяем точку падения произвольного луча на линзу и точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью
Строим изображение точки

Формула тонкой рассеивающей линзы

F – фокусное расстояние линзы
d – расстояние от линзы до изображения
f - расстояние от предмета до линзы

Оптическая сила линзы

Величину, обратную главному фокусному расстоянию, называют оптической силой линзы. Ее обозначают буквой D:

Увеличение линзы

Линейное увеличение – отношение линейного размера изображения к линейному размеру предмета.

Аберрации линз

Сферическая аберрация заключается в том, что при преломлении широких (не параксиальных) пучков света на сферических поверхностях линз нарушается их фокусировка и вместо точки в фокусе линзы будет наблюдаться пятно.

Контраст и разрешение в изображении — уменьшаются.

Аберрации линз

Хроматическая аберрация (зависимость фокусного расстояния от длины волны света) возникает вследствие дисперсии показателя преломления стекол, из которых изготавливаются линзы.

Тип хроматических аберраций:

Тип хроматических аберраций:

Хроматическая разность увеличения - пересечение лучей с различной длиной волны в плоскости изображения, но с разным увеличением, при этом изображение объекта имеет вид “слоеного пирога”, т.к. разноцветные изображения разного увеличения накладываются друг на друга.

Астигматизм

Астигматизм - изображение точки, удалённой от оптической оси, представляет собой не точку, а две взаимно перпендикулярные линии, лежащие в разных плоскостях.

Аберрация астигматизм характеризуется тем, что лучи от объекта собираются в двух взаимно перпендикулярных плоскостях изображения, которые разнесены друг от друга на некоторое расстояние. 

Решение задач