Краткий конспект подготовки к ЗНО по физике №34 "Линзы"

Конспект 34. Линзы.
4. Линзы

Определение. Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя преломляющими сферическими поверхностями, в частности, одна из поверхностей может быть плоской.

Замечание. Тонкая линза – модель, в которой пренебрегают толщиной линзы d по сравнению с радиусом ее кривизны R, т.е. d≪R. В школьной программе рассматриваются именно тонкие линзы.
Виды линз:
1) Собирающая линза – это линза, после прохождения которой параллельные лучи, собираются в одной точке. Выпуклые линзы являются собирающими;

2) Рассеивающая линза – это линза, после прохождения которой параллельные лучи выходят из линзы рассеивающимся пучком, продолжения лучей при этом собираются в одной точке. Вогнутые линзы являются рассеивающими.

Определение. Фокус линзы – точка, через которую проходят лучи (или их продолжения), после того как они прошли через линзу, падая параллельно главной оптической оси.
Элементы, входящие в схемы построения изображений в линзах:

Правила построения прохождения луча света через линзу:
1) Все лучи, проходящие через центр линзы, не преломляются;

2) Для собирающей линзы при построении изображений используют действительный фокус (по другую сторону от падающего луча, через него луч проходит на самом деле), а для рассеивающей – мнимый фокус (по ту же сторону от линзы, через него проходит продолжение луча);
3) Лучи, которые падают параллельно главной оптической оси, проходят через фокус линзы;

4) Лучи, которые падают на линзу под произвольным углом, проходят через ее побочный фокус – точка пересечения побочной оптической оси, которая параллельна лучу, и фокальной плоскости.

Типы классификаций изображений:
1) Действительное/мнимое;
2) Прямое/перевернутое;
3) Увеличенное/уменьшенное/равновеликое.
Построение и классификация изображений, которые дает тонкая линза:
1) Собирающая линза:
а) Предмет перед фокусом. Изображение мнимое, прямое, увеличенное;

б) Предмет в фокусе. Изображение на бесконечности;

в) Предмет между фокусом и двойным фокусом. Изображение действительное, перевернутое, увеличенное;

г) Предмет в двойном фокусе. Изображение действительное, перевернутое, равновеликое;

д) Предмет за двойным фокусом. Изображение действительное, перевернутое, уменьшенное;

2) Рассеивающая линза:
Произвольное положение предмета. Изображение всегда мнимое, прямое, уменьшенное.

 – формула тонкой линзы
Где d – расстояние от предмета до линзы, м
f – расстояние от изображения до линзы, м
F – фокусное расстояние линзы, м
Расстановка знаков:
"+" - для действительного параметра
"-" - для мнимого параметра
Определение. Оптическая сила линзы () – величина, характеризующая преломляющие способности линзы.
 – оптическая сила линзы, дптр
 – увеличение в линзе, ед
Где H – размеры (высота) изображения, м
h – размеры (высота) предмета, м

Примеры линз в природе и технике:
Глаз человека                                                     Очки

Микроскоп                                                         Телескоп-рефрактор