Тонкие линзы. 25.2

В случае тонкой линзы вершины преломляющих поверхностей можно считать находящимися в одной точке, которую называют оптическим центром линзы. В тонкой линзе обе главные плоскости линзы проходят через ее оптический центр. Если показатели преломления сред, находящихся по обе стороны линзы, одинаковы, то узлы совпадают с главными точками, т.е. помещаются также в оптическом центре линзы. Отсюда вытекает, что любой луч, идущий через оптический центр линзы, не изменяет своего направления... Все прямые, проходящие через оптический центр, называются побочными оптическими осями.

Тонкие линзы. 25.3

Параллельный главной оптической оси пучок лучей, падающий

на собирающую линзу, после выхода из линзы собирается в точке фокуса. Если на линзу падает пучок световых лучей

который не параллелен главной оптической оси линзы, то для

того чтобы построить ход световых лучей по выходу из линзы, необходимо провести побочную световую

данному пучку.

побочной оптической оси

плоскостью даст положение

побочного фокуса для этого пучка.

Следовательно, за линзой световые лучи этого пучка пройдут через побочный

R1R2

R2 -R1

Тонкие линзы. 25.4

Если параллельный главной оптической оси пучок световых лучей падает на рассеивающую линзу, то после выхода он становится расходящимся, так что продолжения лучей собираются в переднем фокусе. Если же на линзу падает пучок лучей не параллельный главной оптической оси, то необходимо провести побочную ось параллельную пучку.

Точка пересечения побочной оптической оси даст положение побочного фокуса. Пучок расходит таким образом, что продолжения световых

проведенные против направления ра

должны дать проходить через побочный

Фокусное расстояние тонкой линзы определяется радиусами сферических поверхностей, образующих линзу, а также показателями преломления линзы и среды в

которой находится линза: n F'=-F= 0 n-n0

Тонкие линзы. 25.5

Так как главные плоскости проходят через оптический центр тонкой линзы, то f и f’ введенные, как расстояния до главных

плоскостей в случае тонких линз в тоже время являются расстояниями от фокуса до тонкой линзы. Как и любая оптическая система, тонкая линза может давать изображения,

которые бывают прямыми и обратными, действительными и мнимыми, увеличенными и уменьшенными.

Можно получить частный случай формулы оптической системы применительно к тонкой линзе. Если расстояние от предмета

до линзы обозначить через d, а расстояние от линзы до

изображения через f, то формулу тонкой линзы можно
записать в виде:	1	+	1	=	1	=Ф
	d		f		F

Фокусным расстояниям линз принято приписывать определенные знаки: для собирающей линзы F > 0, для

рассеивающей F < 0.

Тонкие линзы. 25.6

Величины d и f также подчиняются определенному правилу знаков: d > 0 и f > 0 – для действительных предметов (то есть реальных источников света, а не продолжений лучей, сходящихся за линзой) и изображений;

d < 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.

Для построения изображения плоского предмета, опирающегося одним концом на оптическую ось и перпендикулярного ей,

необходимо построить изображение того конца предмета, который не опирается на оптическую ось, а затем опустить перпендикуляр на главную оптическую ось. Чтобы построить изображение этой точки необходимо пустить два произвольных луча на линзу, пересечение этих световых лучей после выхода

из линзы даст положение изображения. В принципе можно пустить любые лучи, однако проще всего пустить луч параллельный главной оптической оси и луч, проходящий через центр оптической судьбы.

Тонкие линзы. 25.7

Вслучае построения изображения в собирающей линзе есть три характерных области:

1) от линзы до фокуса;

2) между фокусом и двойным фокусом;

3) за двойным фокусом.

Впервой области изображения является увеличенным, прямым и мнимым и они располагаются в пространстве предметов.

Если предмет расположен во второй области то изображение предмета будем обратным, увеличенным и действительным.

Располагаться изображения будут за двойным задним фокусом.

Тонкие линзы. 25.8

Если предметы будут располагаться за двойным передним
фокусом, то изображения будут уменьшенными, обратными и
действительными. Располагаться они будут между задним
фокусом и двойным задним фокусом. Есть еще две точки на
оптической оси которые изображения которых не было
описано – двойной фокус и фокус. Изображение предмета
расположенного на расстоянии равным двойному фокусному
расстоянию будет находиться в двойном заднем фокусе и
иметь линейное увеличении -1, т.е. оно будет обратным,
действительным его размеры будут такие же, как и предмета.
Предмет расположенный в фокальной плоскости будет иметь
изображение на бесконечности, так как лучи вышедшие из
любой точки в фокальной плоскости после прохождения
тонкой линзы превращают	параллельный пучок.

Тонкие линзы. 25.9

Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл. Частным случаем является телескопический ход лучей в системе из двух линз, когда и предмет, и второе изображение находятся на бесконечно больших расстояниях. Телескопический ход лучей реализуется в зрительных трубах – астрономической трубе

Кеплера

Тонкие линзы. 25.10

Тонкие линзы обладают рядом недостатков, не позволяющих получать высококачественные изображения. Искажения, возникающие при формировании изображения, называются

аберрациями. Главные из них – сферическая и хроматическая

аберрации. Сферическая аберрация проявляется в том, что в случае широких световых пучков лучи, далекие от оптической оси, пересекают ее не в фокусе. Формула тонкой линзы справедлива только для лучей, близких к оптической оси.

Интерференция света. Когерентные источники. Интерференция от двух когерентных источников. Бипризма Френеля. Интерференция при отражении от тонких пленок. Кольца Ньютона.

В электромагнитной волне колеблются два вектора – напряженности электрического и напряженности магнитного полей. Как показывает опыт, физиологическое, фотохимическое, фотоэлектрическое и другие действия света вызываются колебаниями электрического вектора. В соответствии с этим под световым вектором в дальнейшем будет подразумеваться вектора напряженности электрического поля.