Собирающая линза
Собирающая линза — прозрачная линза, которая после преломления собирает параллельные световые лучи в одной точке. По ходу лучей и положению предмета относительно этой точки строят изображение предмета.
Свойства собирающей линзы объясняются её формой и законом преломления света. Главная оптическая ось проходит через центры кривизны поверхностей линзы, а фокус \(F\) — точка, в которой пересекаются лучи, шедшие до линзы параллельно этой оси. Расстояние от оптического центра до фокуса называют фокусным расстоянием \(f\).
Здесь \(D\) — оптическая сила линзы, а \(f\) — фокусное расстояние в метрах. Единица оптической силы — диоптрия: \(1\ \text{дптр}=1\ \text{м}^{-1}\). У собирающей линзы оптическая сила положительна, поэтому \(D>0\).
Основные лучи
- Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после линзы проходит через главный фокус.
- Луч, проходящий через главный фокус до линзы, после линзы идёт параллельно главной оптической оси.
- Луч, проходящий через оптический центр линзы, практически не меняет направления.
Для построения изображения достаточно провести любые два из этих лучей. Их пересечение задаёт положение изображения. Подробная классификация результатов построения приведена на странице «Изображения в собирающей линзе».
Если предмет находится дальше двойного фокуса \(2F\), луч, параллельный оси, после линзы проходит через \(F\), а луч через оптический центр идёт прямо. Пересечение лучей оказывается между \(F\) и \(2F\): изображение действительное, перевёрнутое и уменьшенное.
Собирающая линза не всегда даёт действительное изображение. Если предмет расположен между линзой и фокусом, лучи после линзы расходятся, а их продолжения пересекаются перед линзой: изображение мнимое, прямое и увеличенное.
Какой луч после собирающей линзы идёт параллельно главной оптической оси?
Главное
- Собирающая линза сходится к фокусу параллельные оси лучи; её оптическая сила положительна.
- Для построения изображения используют три основных луча: параллельный оси, фокусный и проходящий через оптический центр.
- Вид и размер изображения зависят от положения предмета относительно фокуса и двойного фокуса.