2.17. Отримання зображень за допомогою збиральної лінзи

Головна властивість лінз полягає в тому, що лінзи дають зображення точки, а відповідно, й предмета як сукупності точок .
Залежно від відстані між предметом і лінзою зображення предмета може бути більшим або меншим, ніж сам предмет, уявним чи дійсним.
З'ясуємо, за яких умов за допомогою лінзи утворюються ті чи інші зображення, та розглянемо прийоми їх побудови.
Шукаємо «зручні промені»
Будь-який предмет можна подати як сукупність точок. Кожна точка предмета випускає (або відбиває) промені в усіх напрямках. У створенні зображення в лінзі бере участь безліч променів, однак для побудови зображення деякої точки s досить знайти точку перетину будь-яких двох променів, що виходять із точки s і проходять крізь лінзу. Зазвичай для цього обирають два з трьох «зручних променів» .
Точка s1 буде дійсним зображенням точки s, якщо в точці s1 перетинаються самі заломлені промені .
1 — промінь, який проходить через оптичний центр О лінзи, — не заломлюється
та не змінює свого напрямку;
2 — промінь, паралельний головній оптичній осі І лінзи, — після заломлення
в лінзі йде через фокус F (а) або через фокус F йде його продовження (б);
3 — промінь, який проходить через фокус F, — після заломлення в лінзі йде паралельно головній оптичній осі І лінзи (а, б)

Будуємо зображення предмета, яке дає лінза
Розглянемо усі можливі випадки розташування предмета АВ відносно збиральної лінзи й доведемо, що розміри та вид зображення залежать від відстані між предметом і лінзою.
1. Предмет розташований за подвійним фокусом збиральної лінзи. Спочатку побудуємо зображення точки В. Для цього скористаємося двома променями — 1 і 2. Після заломлення в лінзі вони перетнуться в точці В1. Отже, точка В1 є дійсним зображенням точки В. Для побудови зображення точки А опустимо з точки В1 перпендикуляр на головну оптичну вісь І. Точка А1 перетину перпендикуляра та осі І і є зображенням точки А.

Отже, А1В1 — зображення предмета АВ. Бачимо, що це зображення є дійсним, зменшеним, оберненим. Таке зображення виходить, наприклад, на сітківці ока або плівці фотоапарата.

2. Предмет розташований між фокусом і подвійним фокусом збиральної лінзи. Зображення предмета є дійсним, збільшеним, оберненим. Таке зображення дозволяє одержати проекційна апаратура на екрані.


3. Предмет розташований між фокусом і збиральною лінзою. Після заломлення в лінзі промені, які вийшли з точки В, йдуть розбіжним пучком. Однак їхні продовження перетинаються в точці В.
У даному випадку зображення предмета є уявним, збільшеним, прямим. Це зображення розташоване по той самий бік від лінзи, що й предмет,

тому ми не можемо побачити його на екрані, але бачимо, дивлячись на предмет крізь лінзу. Саме таке зображення дає короткофокусна збиральна лінза — лупа. 

    


    Підбиваємо підсумки
Залежно від типу лінзи (збиральна чи розсіювальна) і місця розташування предмета відносно цієї лінзи одержують різні зображення предмета:


Завдання для самоперевірки


Немає коментарів:

Дописати коментар