Содержание
-
Линза
Выполнила: Коротынская Вероника
-
Оглавление
Линза История Характеристики простых линз Ход лучей в тонкой линзе Ход лучей в системе линз Построение изображения тонкой собирающей линзой Формула тонкой линзы Линейное увеличение Расчёт фокусного расстояния и оптической силы линзы Линзы со специальными свойствами Применение линз
-
Линза (нем. Linse, от лат. lens — чечевица) — деталь из оптически прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы. Оглавление
-
История
Возраст самой древней линзы - более 3000 лет, так называемая линза Нимруда. Линза была найдена при раскопках одной из древних столиц Ассирии в Нимруде Остином Генри Лэйардом в 1853 году. Линза имеет форму близкую к овалу, грубо шлифована, одна из сторон выпуклая, а другая плоская, имеет 3-х кратное увеличение. Линза Нимруда представлена в Британском музее Линзы получили широкое использование лишь с появлением очков примерно в 1280-хгодах в Италии. Оглавление
-
Характеристики простых линз
В зависимости от форм различают собирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) линзы. К группе собирательных линз обычно относят линзы, у которых середина толще их краёв, а к группе рассеивающих — линзы, края которых толще середины. Линзы характеризуются, как правило, своей оптической силой (измеряется в диоптриях), и фокусным расстоянием. Аберра́ция оптической системы — ошибка или погрешность изображения в оптической системе, вызываемая отклонением луча от того направления, по которому он должен был бы идти в идеальной оптической системе
-
Виды линз:Собирающие:1 — двояковыпуклая2 — плоско-выпуклая3 — вогнуто-выпуклая (положительный(выпуклый) мениск)Рассеивающие:4 — двояковогнутая5 — плоско-вогнутая6 — выпукло-вогнутая (отрицательный(вогнутый) мениск) Выпукло-вогнутая линза называется мениском и может быть собирательной (утолщается к середине), рассеивающей (утолщается к краям) или телескопической (фокусное расстояние равно бесконечности).
-
Основные элементы линзы: NN — оптическая ось — прямая линия, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу; O — оптический центр — точка, которая у двояковыпуклых или двояковогнутых (с одинаковыми радиусами поверхностей) линз находится на оптической оси внутри линзы (в её центре).
-
Мнимый фокус рассеивающей линзы. Плоскость, перпендикулярная оптической оси, расположенная в фокусе линзы, называется фокальной плоскостью. Оглавление
-
Ход лучей в тонкой линзе
Линза, для которой толщина принята равной нулю, в оптике называется «тонкой». два свойства тонкой линзы: Луч, прошедший через оптический центр линзы, не меняет своего направления; Параллельные лучи, проходящие через линзу, сходятся в фокальной плоскости.
-
Обозначим расстояние SO от линзы до источника света через u, расстояние OD от линзы до точки фокусировки лучей через v, фокусное расстояние OF через f. Выведем формулу, связывающую эти величины. Рассмотрим две пары подобных треугольников: 1) SOA и OFB; 2) DOA и DFB. Запишем пропорции Разделив первую пропорцию на вторую, получим После деления обеих частей выражения на v и перегруппировки членов, приходим к окончательной формуле где — фокусное расстояние тонкой линзы. Оглавление
-
Ход лучей в системе линз
Ход лучей в системе линз строится теми же методами, что и для одиночной линзы.
-
Построение изображения тонкой собирающей линзой
Полученное изображение является действительным и перевёрнутым.
-
Если предмет находится на бесконечно далёком от линзы расстоянии, то его изображение получается в заднем фокусе линзы F’ действительным, перевёрнутым и уменьшеннымдо подобия точки.
-
Если предмет приближён к линзе и находится на расстоянии, превышающем двойное фокусное расстояние линзы, то изображение его будет действительным, перевёрнутыми уменьшенным и расположится за главным фокусом на отрезке между ним и двойным фокусным расстоянием.
-
Если предмет помещён на двойном фокусном расстоянии от линзы, то полученное изображение находится по другую сторону линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Изображение получается действительным, перевёрнутым и равным по величинепредмету.
-
Если предмет помещён между передним фокусом и двойным фокусным расстоянием, то изображение будет получено за двойным фокусным расстоянием и будетдействительным, перевёрнутым и увеличенным.
-
Если предмет находится в плоскости переднего главного фокуса линзы, то лучи, пройдя через линзу, пойдут параллельно, и изображение может получиться лишь в бесконечности.
-
Если предмет поместить на расстоянии, меньшем главного фокусного расстояния, то лучи выйдут из линзы расходящимся пучком, нигде не пересекаясь. Изображение при этом получается мнимое, прямое и увеличенное, то есть в данном случае линза работает как лупа. Оглавление
-
Формула тонкой линзы
Расстояния от точки предмета до центра линзы и от точки изображения до центра линзы называются сопряжёнными фокусными расстояниями. Эти величины находятся в зависимости между собой и определяются формулой, называемой формулой тонкой линзы (впервые полученной Исааком Барроу): где — расстояние от линзы до предмета; — расстояние от линзы до изображения; — главное фокусное расстояние линзы. В случае толстой линзы формула остаётся без изменения с той лишь разницей, что расстояния отсчитываются не от центра линзы, а от главных плоскостей. Для нахождения той или иной неизвестной величины при двух известных пользуются следующими уравнениями:
-
Линейное увеличение
Линейным увеличением называется отношение размеров изображения к соответствующим размерам предмета. Это отношение может быть также выражено дробью , где — расстояние от линзы до изображения; — расстояние от линзы до предмета. Здесь есть коэффициент линейного увеличения, то есть число, показывающее во сколько раз линейные размеры изображения меньше(больше) действительных линейных размеров предмета. Оглавление
-
В практике вычислений гораздо удобнее это соотношение выражать в значениях или , где — фокусное расстояние линзы. Оглавление
-
Расчёт фокусного расстояния и оптической силы линзы
Значение фокусного расстояния для линзы может быть рассчитано по следующей формуле: , где — показатель преломления материала линзы, — показатель преломления среды, окружающей линзу, — расстояние между сферическими поверхностями линзы вдоль оптической оси, также известное как толщина линзы, — радиус кривизны поверхности, которая ближе к источнику света (дальше от фокальной плоскости), — радиус кривизны поверхности, которая дальше от источника света (ближе к фокальной плоскости)
-
Если пренебрежительно мало, относительно её фокусного расстояния, то такая линза называется тонкой, и её фокусное расстояние можно найти как: Оглавление
-
Линзы со специальными свойствами
Линзы из органических полимеров Полимеры дают возможность создавать недорогие асферические линзы с помощью литья. В области офтальмологии созданы мягкие контактные линзы. Их производство основано на применении материалов, имеющих бифазную природу, сочетающих фрагменты кремний-органического или кремний-фторорганического полимера силикона и гидрофильного полимера гидрогеля. Работа в течение более 20 лет привела к созданию в конце 90-х годов силикон-гидрогелевых линз, которые благодаря сочетанию гидрофильных свойств и высокой кислородопроницаемости могут непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно. Оглавление
-
Линзы из кварцаКварцевое стекло — переплавленный чистый кремнезём с незначительными (около 0,01 %) добавками Al2О3, СаО и MgO. Оно отличается высокой термостойкостью и инертностью ко многим химическим реактивам за исключением плавиковой кислоты. Прозрачное кварцевое стекло хорошо пропускает ультрафиолетовые и видимые лучи света. Оглавление
-
Линзы из кремния Кремний сочетает сверхвысокую дисперсию с самым большим абсолютным значением показателя преломления n=3,4 в диапазоне ИК-излучения и полной непрозрачностью в видимом диапазоне спектра. Кроме того, именно свойства кремния и новейшие технологии его обработки позволили создать линзы для рентгеновского диапазона электромагнитных волн. Оглавление
-
Просветлённые линзы Путём нанесения на поверхность линзы многослойных диэлектрических покрытий можно добиться значительного уменьшения отражения света и, вследствие этого, увеличения коэффициента пропускания. Такие линзы легко узнать по фиолетовым бликам: они не отражают зелёный цвет, отражая красный и синий, что в сумме даёт фиолетовый. Подавляющее большинство линз для фототехники производства СССР, в том числе для бытовых объективов, изготавливалось просветлёнными. Оглавление
-
Применение линз
Линзы являются широко распространённым оптическим элементом большинства оптических систем. Традиционное применение линз — бинокли, телескопы, оптические прицелы, теодолиты, микроскопы, фото- и видеотехника. Одиночные собирающие линзы используются как увеличительные стёкла. Другая важная сфера применения линз — офтальмология, где без них невозможно исправление недостатков зрения — близорукости, дальнозоркости, неправильной аккомодации, астигматизма и других заболеваний. Линзы используют в таких приспособлениях, как очки и контактные линзы.
-
В радиоастрономии и радарах часто используются диэлектрические линзы, собирающие поток радиоволн в приёмную антенну, либо фокусирующие их на цели. В конструкции плутониевых ядерных бомб для преобразования сферической расходящейся ударной волны от точечного источника (детонатора) в сферическую сходящуюся, применялись линзовые системы, изготовленные из взрывчатки с разной скоростью детонации (то есть с разным показателем преломления). Оглавление
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.