38. Зеркала. Тонкие линзы. Формула линзы. Оптическая сила линзы.

Оптическое зеркало – это тело, обладающее полированной поверхностью правильной формы, способной отражать световые лучи с соблюдением равенства углов падения и отражения и обр. оптическое изображение предметов, положение которых может быть определено по законам геометрической оптики .

Наиболее распространенные плоские оптические зеркала. Они безаберрационные. Используются для поворотов световых пучков, переворачивания изображения , в скоростной киносъемке , в зеркальной развертке быстропротекающих процессов.

Плоские зеркала входят в состав точнейших измерительных приборов, например, интерферометров.

Рассмотрим некоторые закономерности отражения предметов в плоском зеркале:

При отражении лучей , выходящих из т.А от плоского зеркала продолжение отражения лучей сходятся в некоторой т.А’ .Она лежит на прямой АА’ , порт. к зеркалу, при чем плоскость зеркала делит эту прямую на 2 равных отрезка. Строя аналогично для точки В , получим изображение т.В в зеркале соединив А’ и В’ получим изображение точки в целом . Глаз, находящийся перед зеркалом способен воспринимать эти лучи и обр. действительное изображение любой точки стрелки. Происходит это за счет преломления лучей в оптической системе глаза, но на фотопластинке никакого изображения не получится. По этому изображение стрелки АВ называют мнимым. Оно оказывается прямым, т.е. расп. Как и предмет и равным ему пор-ру. Однако оно отличается от предмета, т.к. правой стороне предмета отвечает левая сторона изображения. Если же предмет не симметричный, то изображение и предмет оказываются не совместимыми.

В оптических системах так же применяются выпуклые и вогнутые зеркала со сферическими , параболлоидальными , торроидальными и др.отраж. пов-тямии.

Неплоские оптические зеркала обладают всеми присущими оптическим системам абберациями, кроме хроматической.

Пусть имеется вогнутое сферическое зеркало:

т.О – центр сферической поверхности, частью которой является зеркало называется оптическим центром зеркала. т.Р , лежащая точно по середине части сферы напротив оптического центра называется помосом зеркала. Нормаль к зеркальной поверхности проведенная через помос, называется главной оптической осью. Нормали к другим точкам зеркала называются побочными осями зеркала.

Лучи, проходящие параллельно главной оптической оси вблизи нее называются центральными лучами. Пусть на зеркало падает центральный луч SA. После отражения от зеркала луч пересекает главную оптическую ось в т.F, называется главным фокусом зеркала. Расстояние PF от главного фокуса до помоса зеркала называется фокусным расстоянием зеркала. Плоскость, проходящая через фокус, перпендикулярной к главной оптической оси называют фокальной плоскостью. Главный фокус вогнутого сферического зеркала лежит на середине радиуса зеркала, т.е. фокусное расстояние . Это соотношение не является точным. Оно тем точнее, чем ближе падающий центральный луч к главной оптической оси зеркала. Главный фокус выпуклого сферического зеркала линейный и лежит на главной оптической оси за зеркалом на расстоянии .

Формулу вогнутого сферического зеркала можно получить, если воспользоваться преломляющей сферической поверхности(сотн. Аббе)

. В этой формуле учтено, что отражение луч от зеркала распределено в направлении, противоположном падающему, по этому перед стоит « - ».Заменяя формально на - и сокращая , получим , где а – расстояние от помоса зеркала до предмета, считая по главной оптической оси зеркала, b – расстояние от помоса зеркала до изображения предмета, так же считая по главной оптической оси.

Формула выпуклого сферического зеркала имеет тот же вид, но знак р – вектора R отрицателен отрицательным считается расстояние от помоса до изображения, т.к. отсчитывается от помоса за зеркало .

Выпуклое зеркало дает только мнимое изображение.

Линзой в оптике называется прозрачное для света тело, ограниченное 2 правильными поверхностями( обычно сферическими). Сферические линзы разделяются на следующие типы : двояковыпуклые, плосковыпуклые, выпукловогнутые, двояковогнутые, плосковогнутые, вогнутовыпуклые.

Прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы называется главной оптической осью линзы .

Расстояние между вершинами поверхности линзы является ее …..

Линзы, у которых толщина мала по сравнению к радиусами кривизны ее поверхности называются тонкими линзами. У каждой линзы есть свой оптический центр, лежащий на ее оси.

Луч света, проходящий через оптический центр линзой не преломляется. Оптические оси, проходящие через оптические центры линзы и не совпадающие с главной называют побочными.

=(n-1)( ) , где n₀=n_линзы/n_среды – относителный пказател преломления

Эта общая формула линза справедлива для любых тонких сферических стекол.

Физическая величина, обратная фокусному расстоянию тонкой линзы называется оптической силой линзы: D=1/f, измеряется в диоптрях (дптр).