Побудова зображень у лінзах

Лінзи є одним із ключових елементів оптичних приладів, що дозволяють змінювати напрямок світлових променів, створюючи зображення предметів. У цьому матеріалі ми розглянемо, як утворюються зображення в лінзах, їх характеристики та методи побудови.

Основні поняття

Лінза – це прозорий оптичний елемент, обмежений двома сферичними або плоскими поверхнями, який заломлює світло. Лінзи поділяються на два основні види:

• Збиральні лінзи (випуклі) фокусують світло в одній точці, створюючи дійсні зображення.

Збиральна лінза

• Розсіювальні лінзи (увігнуті) розсіюють світлові промені, створюючи уявні зображення.

Розсіювальна лінза

Побудова зображень за допомогою збиральної лінзи

Для побудови зображення в лінзі можна використовувати "зручні промені":

1. Промінь, що проходить через оптичний центр лінзи, не заломлюється і не змінює свого напрямку.

2. Промінь, паралельний головній оптичній осі, після проходження крізь лінзу заломлюється і проходить через фокус.

3. Промінь, що проходить через фокус, після проходження крізь лінзу заломлюється і йде паралельно головній оптичній осі.

Перетин заломлених променів дає точку, яка є зображенням початкової точки предмета.

Побудова зображень за допомогою збиральної лінзи

Залежно від положення предмета щодо фокуса та подвійного фокуса лінзи, зображення може мати різні властивості:

Предмет за подвійним фокусом – зображення дійсне, зменшене, перевернуте

Предмет між фокусом і подвійним фокусом – зображення дійсне, збільшене, перевернуте.

Предмет між фокусом і лінзою – зображення уявне, збільшене, пряме. Таке зображення дає лупа.

Предмет розташований на фокусній відстані від збиральної лінзи. Усі промені після заломлення йдуть паралельним пучком, отже, у цьому випадку ані дійсного, ані уявного зображення ми не отримаємо.

Предмет розташований на подвійній фокусній відстані від збиральної лінзи, зображення предмета є дійсним, рівним за розміром, перевернутим

Побудова зображень у розсіювальній лінзі

Для побудови зображень у розсіювальній лінзі використовуються ті ж самі зручні промені, але з деякими відмінностями в їх поведінці:

1. Промінь, що проходить через оптичний центр, не змінює свого напрямку.

2. Промінь, паралельний головній оптичній осі, після проходження крізь лінзу розсіюється так, що його продовження проходить через уявний фокус.

3. Промінь, що прямує до уявного фокуса, після проходження крізь лінзу йде паралельно головній осі.

   
   

Побудова зображень за допомогою розсіювальної лінзи

Розсіювальна лінза завжди створює уявне, зменшене, пряме зображення, яке розташоване з того самого боку лінзи, що й предмет.

Розсіювальна лінза завжди створює уявне, зменшене, пряме зображення, яке розташоване з того самого боку лінзи, що й предмет.