0 или мнимым f 2) Увеличенное Г 0, уменьшенное Г 3) Прямым или обратным (перевернутым) " width="640"
Виды линз
Изображение
1)Действительное f 0 или мнимым f
2) Увеличенное Г 0, уменьшенное Г
3) Прямым или обратным (перевернутым)
D – оптическая сила линзы (диоптриях)
F – главный фокус линзы, фокусное расстояние (м)
У собирающей линзы фокусы действительные + F, у рассеивающей мнимые - F
f – расстояние от линзы до изображения
d – расстояние предмета от линзы
n – относительный показатель преломления
R – радиусы сферических поверхностей линзы
Виды линз
Прозрачное для света тело, ограниченное выпуклыми или вогнутыми преломляющими поверхностями, называется линзой.
1 – двояковыпуклая
2 – плоско-выпуклые
3 – выпукло-вогнутые
4 – вогнуто-выпуклые
5 – двояковогнутые
- - плоско-вогнутые
Глаз
1- склера (защитная оболочка из эластичной ткани)
2 – роговица
3 – камеры (полость, заполненная прозрачной жидкостью)
4 – сосудистая оболочка
5 – радужная оболочка
6 – зрачок диаметром диаметром от 2 до 8мм
7 – хрусталик (n = 1,44)
8 – мышцы , изменяющие оптические свойства глаза
9 – прозрачная студенистая масса (глазное дно)
10 – сетчатка (7млн колбочек, 130млн палочек, которые реагируют на свет разной частоты неодинаково)
11 – разветвление зрительного нерва
Глаз – это 90% информации, система линз. Диаметр глаза ̴23мм
Основные свойства глаза
Аккомодация – свойство глаза, обеспечивающее четкое восприятие разноудаленных предметов. Изменяется главный фокус глаза от 16 до 13мм. Оптическая сила глаза от 60 до 75дптр. Предельный угол зрения ϕ = 1̕ . С приближением предмета увеличивается угол зрения ϕ, под которым мы видим две близкие точки предмета
Адаптация – приспосабливаемость к различным условиям освещенности
Поле зрения : по оси ΟΧ 150 ͦ, по оси ОΥ 125 ͦ
Спектральная чувствительность от 380 до 760нм. Самая большая чувствительность 555нм(зеленый цвет)
Острота зрения – свойство глаза раздельно различать две близкие точки
Расстояние наилучшего зрения – 250мм. Дальние предметы глаз видит без напряжения.
Недостатки глаза Глаз не может создать резкое изображение на сетчатке
Дальнозоркость – дефект зрения, состоящий в том, что изображение предмета в ненапряженном состоянии глаза получается за сетчаткой.
Близорукость – дефект зрения, когда глаз в ненапряженном состоянии создает изображение удаленного предмета не на сетчатке, а перед ней, т.е. не может видеть удаленные предметы
Проекционный аппарат S – источник света,R – рефлектор(вогнутое зеркало),D – прозрачный диапозитив,K – конденсатор(плоско-выпуклые линзы),О – объектив, расположенный в фокусе конденсатора, который проецирует освещенный диапозитив на экран. Для получения четкого изображения на экране диапозитив помещают от объектива на расстоянии d, удовлетворяющем условию: F ˂ d ˂2F. Чем дальше экран,тем больше d .
Фотоаппарат
К – светонепроницаемая камера,
О – объектив(может перемещаться относительно пленки),
П – пленка или пластина(светочувствительная),
ВА – предмет, А1В1 – изображение.
Увеличить угол зрения можно, используя лупу, микроскоп:
Так как = ,
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Линзы и их типы
Линзой называется прозрачное тело, ограниченное двумя криволинейными (чаще всего сферическими) или криволинейной и плоской поверхностями. Линзы делятся на выпуклые и вогнутые.
Линзы, у которых середина толще, чем края, называются выпуклыми. Линзы, у которых середина тоньше, чем края, называются вогнутыми.
Если показатель преломления линзы больше, чем показатель преломления окружающей среды, то в выпуклой линзе параллельный пучок лучей после преломления преобразуется в сходящий пучок. Такие линзы называются собирающими (рис. 89, а). Если в линзе параллельный пучок преобразуется в расходящийся пучок, то эти линзы называются рассеивающими (рис. 89, б). Вогнутые линзы, у которых внешней средой служит воздух, являются рассеивающими.
O 1 , О 2 - геометрические центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу. Прямая О 1 О 2 , соединяющая центры этих сферических поверхностей, называется главной оптической осью. Обычно рассматриваем тонкие линзы, у которых толщина мала по сравнению с радиусами кривизны ее поверхностей, поэтому точки C 1 и С 2 (вершины сегментов) лежат близко друг к другу, их можно заменить одной точкой О, называемой оптическим центром линзы (см. рис. 89а). Всякая прямая, проведенная через оптический центр линзы под углом к главной оптической оси, называется побочной оптической осью(А 1 A 2 B 1 B 2).
Если на собирающую линзу падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси, то после преломления в линзе они собираются в одной точке F, которая называется главным фокусом линзы (рис. 90, а).
В фокусе рассеивающей линзы пересекаются продолжения лучей, которые до преломления были параллельны ее главной оптической оси (рис. 90, б). Фокус рассеивающей линзы мнимый. Главных фокусов - два; они расположены на главной оптической оси на одинаковом расстоянии от оптического центра линзы по разные стороны.
Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется ее оптической силой. Оптическая сила линзы - D.
За единицу оптической силы линзы в СИ принимают диоптрию. Диоптрия - оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.
Оптическая сила собирающей линзы положительная, рассеивающей - отрицательная.
Плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно к главной оптической оси, называется фокальной (рис. 91). Пучок лучей, падающих на линзу параллельно какой-либо побочной оптической оси, собирается в точке пересечения этой оси с фокальной плоскостью.
Построение изображения точки и предмета в собирающей линзе.
Для построения изображения в линзе достаточно взять по два луча от каждой точки предмета и найти их точку пересечения после преломления в линзе. Удобно пользоваться лучами, ход которых после преломления в линзе известен. Так, луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через главный фокус; луч, проходящий через оптический центр линзы, не преломляется; луч, проходящий через главный фокус линзы, после преломления идет параллельно главной оптической оси; луч, падающий на линзу параллельно побочной оптической оси, после преломления в линзе проходит через точку пересечения оси с фокальной плоскостью.
Пусть светящаяся точка S лежит на главной оптической оси.
линза выпуклый вогнутый радар
Выбираем произвольно луч и параллельно ему проводим побочную оптическую ось (рис. 92). Через точку пересечения побочной оптической оси с фокальной плоскостью пройдет выбранный луч после преломления в линзе. Точка пересечения данного луча с главной оптической осью (второй луч) даст действительное изображение точки S - S`.
Рассмотрим построение изображения предмета в выпуклой линзе.
Пусть точка лежит вне главной оптической оси, тогда изображение S` можно построить с помощью любых двух лучей, приведенных на рис. 93.
Если предмет расположен в бесконечности, то лучи пересекутся в фокусе (рис. 94).
Если предмет расположен за точкой двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, уменьшенным (фотоаппарат, глаз) (рис. 95).
Если предмет расположен в точке двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, равным предмету (рис. 96).
Если предмет расположен между фокусом и точкой двойного фокуса, то изображение получится действительным, обратным, увеличенным (фотоувеличитель, киноаппарат, фильмоскоп) (рис. 97).
Если предмет расположен в фокусе, то изображение будет в бесконечности (изображения не будет) (рис. 98).
Если предмет расположен между фокусом и оптическим центром линзы, то изображение будет мнимым, прямым, увеличенным (лупа) (рис. 99).
При любом расстоянии от предмета до рассеивающей линзы она дает мнимое, прямое, уменьшенное изображение (рис. 100).
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. Следует отметить, что это верно только если показатель преломления у материала линзы больше, чем у окружающей среды. Если показатель преломления линзы меньше, ситуация будет обратной. Например пузырёк воздуха в воде - двояковыпуклая рассеивающая линза.
Линзы характеризуются, как правило, своей оптической силой (измеряется вдиоптриях), и фокусным расстоянием.
Для построения оптических приборов с исправленной оптической аберрацией (прежде всего - хроматической, обусловленной дисперсией света, - ахроматы иапохроматы) важны и иные свойства линз и их материалов, например, коэффициент преломления, коэффициент дисперсии, коэффициент пропускания материала в выбранном оптическом диапазоне.
Иногда линзы / линзовые оптические системы (рефракторы) специально рассчитываются на использование в средах с относительно высоким коэффициентом преломления (см. иммерсионный микроскоп, иммерсионные жидкости).
Виды линз:
Собирающие :
1 - двояковыпуклая
2 - выпукло-плоская
3 - выпукло-вогнутая (положительный(выпуклый) мениск)
Рассеивающие :
4 - двояковогнутая
5 - плоско-вогнутая
6 - 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). Так, например линзы очков для близоруких - как правило, отрицательные мениски.
Вопреки распространённому заблуждению, оптическая сила мениска с одинаковыми радиусами не равно нулю, а положительна, и зависит от показателя преломления стекла и от толщины линзы. Мениск, центры кривизны поверхностей которого находятся в одной точке называется концентрической линзой (оптическая сила всегда отрицательна).
Отличительным свойством собирательной линзы является способность собирать падающие на её поверхность лучи в одной точке, расположенной по другую сторону линзы.
Применение
Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем.
Традиционное применение линз - бинокли, телескопы, оптические прицелы, теодолиты, микроскопы и фотовидеотехника. 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 приёмнуюантенну, либо фокусирующие 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 коэффициентом преломления).
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классификация и типы полимеров, их общая характеристика и сферы практического применения, свойства: механические, теплофизические, химические, электрические, технологические. Типы полиимидов, производимых компанией Fujifilm, требования к термообработке.
дипломная работа , добавлен 26.03.2015
Разработка конструкции осесимметричной магнитной линзы для электронов. Определение сечения магнитопровода, методика проведения теплового расчета. Выбор конструкции линзы, расчет толщины железа необходимой для обеспечения в нем заданной магнитной индукции.
контрольная работа , добавлен 04.10.2013
Сущность линзы, классификация ее выпуклой (собирающей) и вогнутой (рассеивающей) форм. Понятие фокуса линзы и фокусного расстояния. Особенности построения изображения в линзе в зависимости от пути луча после его преломления и местонахождения предмета.
презентация , добавлен 22.02.2012
Типы солнечных коллекторов: плоские, вакуумные и воздушные. Их конструкции, принцип действия, преимущества и недостатки, применение. Устройство бытового коллектора. Солнечные башни. Параболоцилиндрические и параболические концентраторы. Линзы Френеля.
реферат , добавлен 18.03.2015
Классическая теория колебательных спектров и их квантово-механическое представление. Принцип работы и внутреннее устройство инфракрасных спектрометров, их классификация и типы, функциональные особенности, условия и сферы практического применения.
курсовая работа , добавлен 21.01.2017
Элементарная теория тонких линз. Определение фокусного расстояния по величине предмета и его изображения и по расстоянию последнего от линзы. Определение фокусного расстояния по величине перемещения линзы. Коэффициент увеличения линзы.
лабораторная работа , добавлен 07.03.2007
Сущность и физическое обоснование явления голографии как восстановления изображения предмета. Свойства источников: когерентность, поляризация, длина волны света. Классификация и типы голографии, сферы практического применения данного явления, технологии.
реферат , добавлен 11.06.2013
Обзор особенностей преломления и отражения света на сферических поверхностях. Определение положения главного фокуса преломляющей поверхности. Описания тонких сферических линз. Формула тонкой линзы. Построение изображений предметов с помощью тонкой линзы.
реферат , добавлен 10.04.2013
Конвекция как перенос энергии струями жидкости или газа, ее закономерности и значение. Сферы и направления практического применения данного явления, и основные факторы, влияющие на его интенсивность. Классификация, разновидности и механизмы конвекции.
презентация , добавлен 14.04.2011
Сущность и типы тепловых преобразователей, принцип их действия и назначение, сферы практического использования, этапы изготовления. Характеристика стандартных общепринятых типов подключения термопары к измерительным и преобразовательным приборам.
Линза - прозрачное тело, которое ограничено двумя сферическими поверхностями. Основным свойством линз является способность давать изображения предметов. Они могут быть мнимыми и действительными, перевернутыми и прямыми, уменьшенными и увеличенными. Линейные размеры изображения изменяются в зависимости от расположения предметов.
Увеличение линзы - отношение линейных размеров изображения и предмета. Коэффициент увеличения (К) может быть выражен по формуле: К= u/v, где u является расстоянием от линзы до предмета, а v - расстоянием от линзы до изображения. Коэффициент увеличения является показателем того, насколько линейные размеры предмета больше или меньше размеров изображения.
В науке существуют такие понятия, как собирающая линза и рассеивающая. Первая толще в середине, а у края тоньше, у второй - все наоборот. Линзы характеризуются фокусным расстоянием (от оптического центра до фокуса: у рассеивающей линзы оно является отрицательным, а у собирающей - положительным) и оптической силой, которую измеряют в диоптриях. одной диоптрии составляет 1 метр. Оптическая сила зависит от радиусов кривизны сферических поверхностей линзы, а также материала (показателя его преломления), из которого изготовлена. Она является величиной, обратной фокусному расстоянию.
Собирающая линза имеет следующие отличия от рассеивающей:
Собирающая линза может направляться к предмету любой стороной, и лучи при этом будут собираться, поскольку такая линза имеет 2 фокуса. На оптической оси передний и задний фокусы расположены по обе ее стороны на фокусном расстоянии от основных точек линзы.
Материалы для линз
Собирает свет.
Края тоньше середины.
Представляет собой совокупность большого числа расширяющихся к середине линзы (а не к краям) треугольных призм.
Фокус линзы (то есть точка пересечения лучей после преломления, расположенная на главной оптической оси), является действительным (а не мнимым), поскольку пересекаются сами лучи, а не их продолжения.
Способна собирать лучи, падающие на поверхность в одной точке, которая расположена с другой стороны линзы.
