Физика оптическая сила линзы. Линзы. Оптическая сила линзы

Для характеристики оптических свойств различных линз часто пользуются величиной, обратной фокусному расстоянию линзы . Величина

называется оптической силой линзы.

Чем короче фокусное расстояние, тем сильнее преломляет линза и тем больше . Таким образом, может служить характеристикой преломляющей способности линзы.

За единицу оптической силы линзы принимается оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой равно ; такая единица называется диоптрией (дптр). Оптическая сила всякой линзы (в диоптриях) равна единице, деленной на фокусное расстояние (в метрах). Для собирающих (положительных) линз оптическая сила положительна; для рассеивающих (отрицательных) линз - отрицательна. Так, например, рассеивающая линза с фокусным расстоянием имеет оптическую силу .

Эти обозначения хорошо известны тем, кто пользуется очками.

28. Пользуясь методом, примененным для вывода формулы линзы, найдите формулу для преломления на сферической границе раздела двух сред (например, воздух - стекло; рис. 223).

29. Докажите, что фокусные расстояния сферической поверхности (упражнение 28) связаны соотношением

где - показатель преломления первой среды, - второй среды.

30. Найдите фокусное расстояние плосковыпуклой линз, для которой радиус кривизны сферической поверхности равен . Показатель преломления стекла равен 1,6.

31. Собирающая линза имеет фокусное расстояние . Предмет находится на расстоянии от линзы. Найдите расположение изображения, а также линейное и угловое увеличения. Решите задачу с помощью вычислений и графическим путем, построив (в масштабе) изображение небольшого предмета в линзе.

32. Решите предыдущую задачу для случая, когда предмет находится на расстоянии от линзы.

33. Вогнутое зеркало имеет радиус . Предмет расположен на расстоянии от зеркал. Найдите положение изображения и увеличение зеркала. Постройте изображение и определите прямое оно или обратное.

34. Укажите положение изображения в тонкой линзе, если источник находится на главной оптической оси: а) в бесконечности; б) на двойном фокусном расстоянии; в) в главном фокусе; г) между главным фокусом и линзой.

Рис. 223. К упражнению 28

35. Проанализируйте, как меняются положение и размеры изображения при перемене положения предмета для случаев: а) собирающей линзы; б) рассеивающей линзы; в) вогнутого зеркала; г) выпуклого зеркала.

36. Оптическая сила линзы равна . Найдите ее фокусное расстояние.

37. Постройте изображение в линзе небольшого отрезка, наклоненного к оси под углом .

38. Плоское зеркало поворачивается на угол около оси, лежащей в плоскости зеркала и перпендикулярной к падающему лучу; на какой угол повернется при этом отраженный луч?

Для того чтобы управлять световыми пучками, т. е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например лупу, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.

Линзами называются прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.

Линзы бывают двух видов - выпуклые и вогнутые.

Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой (рис. 151, а).

Рис. 151. Виды линз:
а - выпуклые; б - вогнутые

Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой (рис. 151, б).

Прямая АВ, проходящая через центры С 1 и С 2 (рис. 152) сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью .

Рис. 152. Оптическая ось линзы

Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи пересекают оптическую ось в одной точке (рис. 153). Эта точка называется фокусом линзы . У каждой линзы два фокуса - по одному с каждой стороны линзы.

Рис. 153. Собирающая линза:
а - прохождение лучей через фокус; б - изображение ее на схемах

Расстояние от линзы до её фокуса называется фокусным расстоянием линзы и обозначается буквой F.

Если на выпуклую линзу направить пучок параллельных лучей, то после преломления в линзе они соберутся в одной точке - F (см. рис. 153). Следовательно, выпуклая линза собирает лучи, идущие от источника. Поэтому выпуклая линза называется собирающей .

При прохождении лучей через вогнутую линзу наблюдается другая картина.

Пустим пучок лучей, параллельных оптической оси, на вогнутую линзу. Мы заметим, что лучи из линзы выйдут расходящимся пучком (рис. 154). Если такой расходящийся пучок лучей попадёт в глаз, то наблюдателю будет казаться, что лучи выходят из точки F. Эта точка находится на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу, и называется мнимым фокусом вогнутой линзы. Такую линзу называют рассеивающей .

Рис. 154. Рассеивающая линза:
а - прохождение лучей через фокус; б - изображение её на схемах

Линзы с более выпуклыми поверхностями преломляют лучи сильнее, чем линзы с меньшей кривизной (рис. 155).

Рис. 155. Преломление лучей линзами различной кривизны

Если у одной из двух линз фокусное расстояние короче, то она даёт большее увеличение (рис. 156). Оптическая сила такой линзы больше.

Рис. 156. Увеличение линзы

Линзы характеризуются величиной, которая называется оптической силой линзы . Оптическая сила обозначается буквой D.

Оптическая сила линзы - это величина, обратная её фокусному расстоянию .

Оптическая сила линзы рассчитывается по формуле

За единицу оптической силы принята диоптрия (дптр).

1 диоптрия - это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.

Если фокусное расстояние линзы меньше 1 м, то оптическая сила будет больше 1 дптр. В случае, когда фокусное расстояние линзы больше 1 м, её оптическая сила меньше 1 дптр. Например,

если F = 0,2 м, то D = 1 / 0,2 м = 5 дптр,
если F = 2 м, то D = 1 / 2 м = 0,5 дптр.

Поскольку у рассеивающей линзы фокус мнимый, то условились считать её фокусное расстояние отрицательной величиной. Тогда и оптическая сила рассеивающей линзы будет отрицательной.

Оптическую силу собирающей линзы условились считать положительной величиной.

1. Как по внешнему виду линз можно узнать, у какой из них короче фокусное расстояние?
2. Какая из двух линз, имеющих разные фокусные расстояния, даёт большее увеличение?
3. Какую величину называют оптической силой линзы?
4. Как называется единица оптической силы?
5. Оптическая сила какой линзы принимается за единицу?
6. Чем отличаются друг от друга линзы, оптическая сила одной из которых равна +2,5 дптр, а другой -2,5 дптр?

Упражнение 48

1. По рисунку 155 сравните оптические силы изображённых на нём линз.
2. Оптическая сила линзы равна -1,6 дптр. Каково фокусное расстояние этой линзы? Можно ли с её помощью получить действительное изображение?

оптическая сила линзы равна 5 дптр это означает что линза:Физика 8. Перышкин

ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА

ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА

(Ф), характеризует преломляющую способность осесимметричных линз и систем таких линз. О. с.- величина, обратная фокусному расстоянию системы: Ф=n"/f"=-n/f, где n" и n - сред, расположенных соотв. за и перед системой; f" и f - заднее и переднее фокусные расстояния системы, отсчитываемые от её главных плоскостей (см. ). Для системы, находящейся в воздухе (n=n"»1), Ф=1/f". О. с. измеряется в диоптриях (м-1), она положительна для собирающих систем и отрицательна для рассеивающих. Особенно широко понятием «О. с.» пользуются в очковой оптике (см. ЛИНЗА , ОЧКИ).

Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия . . 1983 .

ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА

(Ф) - величина, Ф. определяется по ф-ле ,где и -углы параксиального луча с осью системы до и после преломления; h - высотапересечения луча с гл. плоскостями H и H "; п" и . -показатели преломления сред, расположенных соответственно за и перед оптич. О. с. сферич. поверхности радиуса r ,разделяющей две среды с п и п" , равна Ф = ( п" - п)/r. О. Ф = n "/f " = n/f ;f "и f -заднее и переднее фокусные расстояния системы (см. Кардинальныеточки оптической системы). Для системы, находящейся в воздухе (n=п" = 1), Ф = 1/f ". О. с. измеряется в диоптриях (м -1),она положительна для собирающих систем и отрицательна для рассеивающих.

О. с. системы из двух компонентов (двухлинз или двух сферич. поверхностей), обладающих О. с. Ф 1 и Ф 2 определяется ф-лой Ф = Ф 1 + Ф 2 -d Ф 1 Ф 2 ,где d - расстояние между задней гл. плоскостью первого компонентаи передней гл. плоскостью второго для случая двух линз в воздухе.для двух сферич. поверхностей (- расстояние между вершинами сферич. поверхностей, п" - показательпреломления среды).
Понятием О. с. особенно широко пользуютсяв очковой оптике (см. также Линза).

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. - М.: Советская энциклопедия . Главный редактор А. М. Прохоров . 1988 .

Смотреть что такое "ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА" в других словарях:

Современная энциклопедия

Величина, характеризующая преломляющую способность линзы (системы линз); измеряется в диоптриях; оптическая сила обратна фокусному расстоянию в м … Большой Энциклопедический словарь

Оптическая сила - ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА, величина, характеризующая преломляющую способность линз; измеряется в диоптриях и обратна фокусному расстоянию в метрах. Для собирающих линз оптическая сила положительна, для рассеивающих отрицательна. Понятием оптической силы… … Иллюстрированный энциклопедический словарь

оптическая сила - Отношение коэффициента преломления пространства изображения к заднему фокусному расстоянию. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая оптика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1970 г.] Тематики физическая… … Справочник технического переводчика

ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА - величина, характеризующая преломляющее действие О. с. линз; связана с показателем преломления и фокусным расстоянием линзы. О. с. определяется как величина, обратная фокусному расстоянию F линзы (в метрах): D = р) выражается в (см.). О. с.… … Большая политехническая энциклопедия

Оптическая сила величина, характеризующая преломляющую способность осесимметричных линз и центрированных оптических систем из таких линз. Измеряется оптическая сила в диоптриях (в СИ): 1 дптр=1 м 1. Обратно пропорциональна фокусному… … Википедия

Величина, характеризующая преломляющую способность линзы (системы линз); измеряется в диоптриях; оптическая сила обратна фокусному расстоянию в метрах. * * * ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА ОПТИЧЕСКАЯ СИЛА, величина, характеризующая преломляющую способность… … Энциклопедический словарь

оптическая сила - viršūninė laužiamoji geba statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, atvirkščiai proporcingas lęšio užpakalinio židinio nuotoliui, kai objekto nuotolis yra begalinis. atitikmenys: angl. vertex power vok. Scheitelbrechwert … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

Характеризует преломляющую способность осесимметричных линз и систем таких линз. О. с. есть величина, обратная фокусному расстоянию системы: φ= n ’/f’ = –n /f, где n ’ и n преломления показатели (См. Преломления показатель) сред,… … Большая советская энциклопедия

Величина, характеризующая преломляющую способность осесимметричных линз и центрированных оптических систем из таких линз; численно равна отношению показателя преломления среды п в пространстве изображений к заднему фокусному расстоянию f:Ф=n /f … Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги

• Интраокулярная коррекция афакии. Монография , Иошин Игорь Эдуардович. Интраокулярная линза - один из самых распространенных имплантатов в медицине, имеющий сотни модификаций. Оптические свойства интраокулярной линзы постоянно совершенствуются, и, более того,…

Линзы – это прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.

Линзы бывают двух видов: выпуклые и вогнутые .

У выпуклой линзы края намного тоньше, чем середина.

У вогнутой линзы края толще, чем середина.

Прямая, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью .

Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи пересекают оптическую ось в одной точке. Эта точка называется фокусом линзы . У каждой линзы два фокуса – по одному с каждой стороны линзы.

Расстояние от линзы до ее фокуса называется фокусным расстоянием линзы . Обозначается буквой F .

Выпуклая линза называется собирающей . Параллельные лучи, направленные на нее, после преломления собираются в одной точке F .

Вогнутая линза называется рассеивающей . Параллельные лучи, направленные на нее, выходят из линзы расходящимся пучком. Если этот расходящийся пучок лучей попадает в глаз, то наблюдателю кажется, что лучи выходят из точки F . Эта точка находится на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу и называется мнимым фокусом вогнутой линзы.

Линзы с более выпуклыми поверхностями преломляют лучи сильнее, чем линзы с меньшей кривизной.

Оптическая сила линзы – это величина, обратная ее фокусному расстоянию.

Чем короче фокусное расстояние линз, тем большее увеличение она дает. То есть из двух линз оптическая сила выше у той, у которой фокусное расстояние короче.

Оптическая сила линзы вычисляется по формуле:

1
D = -
F

Единица оптической силы – диоптрия (дптр).

1 диоптрия – это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.

Если фокусное расстояние меньше линзы меньше 1 м, то оптическая сила будет больше 1 дптр. И наоборот.

Оптическую силу рассеивающей линзы условились считать отрицательной величиной, собирающей линзы – положительной величиной.

Для того чтобы управлять световыми пучками, т. е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например лупу, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.

Линзами называются прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.

Линзы бывают двух видов — выпуклые и вогнутые.

Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой (рис. а).

Рис. Виды линз:
а — выпуклые; б — вогнутые

Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой (рис. б).

Прямая АВ, проходящая через центры С1 и С2 (рис.) сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется оптической осью .

Рис. Оптическая ось линзы

Направив на выпуклую линзу пучок лучей, параллельных оптической оси линзы, мы увидим, что после преломления в линзе эти лучи пересекают оптическую ось в одной точке (рис.). Эта точка называется фокусом линзы . У каждой линзы два фокуса — по одному с каждой стороны линзы.

Рис. Собирающая линза:
а — прохождение лучей через фокус; б — изображение ее на схемах

Расстояние от линзы до её фокуса называется фокусным расстоянием линзы и обозначается буквой F.

Если на выпуклую линзу направить пучок параллельных лучей, то после преломления в линзе они соберутся в одной точке — F (см. рис.). Следовательно, выпуклая линза собирает лучи, идущие от источника. Поэтому выпуклая линза называется собирающей .

При прохождении лучей через вогнутую линзу наблюдается другая картина.

Пустим пучок лучей, параллельных оптической оси, на вогнутую линзу. Мы заметим, что лучи из линзы выйдут расходящимся пучком (рис.). Если такой расходящийся пучок лучей попадёт в глаз, то наблюдателю будет казаться, что лучи выходят из точки F. Эта точка находится на оптической оси с той же стороны, с какой падает свет на линзу, и называется мнимым фокусом вогнутой линзы. Такую линзу называют рассеивающей .

Рис. Рассеивающая линза:
а — прохождение лучей через фокус; б — изображение её на схемах

Линзы с более выпуклыми поверхностями преломляют лучи сильнее, чем линзы с меньшей кривизной (рис.).

Рис. Преломление лучей линзами различной кривизны

Если у одной из двух линз фокусное расстояние короче, то она даёт большее увеличение (рис.). Оптическая сила такой линзы больше.

Рис. Увеличение линзы

Линзы характеризуются величиной, которая называется оптической силой линзы . Оптическая сила обозначается буквой D.

Оптическая сила линзы — это величина, обратная её фокусному расстоянию .

Оптическая сила линзы рассчитывается по формуле

За единицу оптической силы принята диоптрия (дптр).

1 диоптрия — это оптическая сила линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.

Если фокусное расстояние линзы меньше 1 м, то оптическая сила будет больше 1 дптр. В случае, когда фокусное расстояние линзы больше 1 м, её оптическая сила меньше 1 дптр. Например,

если F = 0,2 м, то D = 1 / 0,2 м = 5 дптр,
если F = 2 м, то D = 1 / 2 м = 0,5 дптр.

Поскольку у рассеивающей линзы фокус мнимый, то условились считать её фокусное расстояние отрицательной величиной. Тогда и оптическая сила рассеивающей линзы будет отрицательной.

Оптическую силу собирающей линзы условились считать положительной величиной.

Домашняя работа.

Задание 1. Ответь на вопросы.

1. Как по внешнему виду линз можно узнать, у какой из них короче фокусное расстояние?
2. Какая из двух линз, имеющих разные фокусные расстояния, даёт большее увеличение?
3. Какую величину называют оптической силой линзы?
4. Как называется единица оптической силы?
5. Оптическая сила какой линзы принимается за единицу?
6. Чем отличаются друг от друга линзы, оптическая сила одной из которых равна +2,5 дптр, а другой -2,5 дптр?

Задание 2. Отгадай ребус.