теория оптика 1 лаба. Что называется линзой
 Скачать 0.63 Mb.
|
|
Что называется линзой? Ли́нза— деталь из прозрачного однородного материала, имеющая две преломляющие полированные поверхности, например, обе сферические или же одну плоскую, а другую — сферическую. В качестве материала линз обычно используются оптические материалы, такие как стекло, оптическое стекло, кристаллы, оптически прозрачные пластмассы и другие материалы. Какая линза называется тонкой? Линза – это прозрачное тело, имеющая 2 сферические поверхности. Она, является тонкой, если ее толщина меньше радиусов кривизны сферических поверхностей.  Что такое главная и побочная оптические оси? Главная оптическая ось – прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы. Побочная оптическая ось – любая прямая, кроме главной оптической оси, проходящая через оптический центр. Что называется фокусом линзы? Главный оптический фокус – точка, в которой после преломления пересекаются все лучи, падающие на линзу, параллельно главной оптической оси Как можно построить изображение произвольной точки в любой линзе?     https://www.youtube.com/watch?v=vjmyDrCSFm8Можно ли с помощью рассеивающей линзы получить увеличенное изображение? Рассеивающая линза не может дать увеличенного изображения действительного предмета. Можно ли с помощью собирающей линзы получить уменьшенное изображение предмета? благодаря собирающей линзе на экране получается увеличенное и перевёрнутое изображение золотой статуэтки  Сформулируйте принцип Ферма. Пусть имеются две точки  и  , расположенные, возможно, в различных средах. Эти точки можно соединить между собой различными линиями. Среди этих линий будет только одна, которая будет являться оптическим лучом, который распространяется в соответствии с законами геометрической оптики (рис.4.3.2).Принцип Ферма: Оптическая длина луча между двумя точками минимальна по сравнению со всеми другими линиями, соединяющими эти две точки:
Существует более полная формулировка: Оптическая длина луча между двумя точками является стационарной по отношению к смещению этой линии. Луч – кратчайшее расстояние между двумя точками. Если линия, вдоль которой мы измеряем расстояние между двумя точками, отличается от луча на величину 1-го порядка малости, то оптическая длина этой линии отличается от оптической длины луча на величину 2-го порядка малости. Если оптическую длину луча, соединяющего две точки, поделить на скорость света, то получим время, необходимое на преодоление расстояния между двумя точками:  (4.3.3)Еще одна формулировка принципа Ферма: Луч, соединяющий две точки, идет по такому пути, который требует наименьшего времени (по самому быстрому пути). Из этого принципа могут быть выведены законы преломления, отражения и т.д. Что называется оптической силой линзы, в каких единицах эта сила измеряется? Оптическая сила линзы (обозначается  ) – это способность линзы преломлять лучи. Оптическая сила линзы – обратное значение фокусного расстояния: Фокусное расстояние измеряется в единицах длины. За единицу оптической силы выбрана такая единица измерения, при которой фокусное расстояние равно одному метру. Такая единица оптической силы называется диоптрия. У собирающих линз впереди оптической силы ставится знак «+», а если линза рассеивающая, то перед оптической силой ставится знак «-». Единица диоптрия записывается следующим образом:  Запишите формулу тонкой линзы. Обозначим через d расстояние от предмета до линзы и f - от изображения до линзы. Отношение высоты изображения (H) к высоте предмета (h), назовем увеличением линзы и обозначим через Г, гамма. Тогда можно вывести такую формулу: Г=H/h Предмет обозначим AB , изображение –A'B' . Рассмотрим две пары подобных треугольников AOB и A'OB', и из этого можно вывести еще одну формулу: Г=H/h=f/d  Также из подобия треугольников CFO и A'FB' следует, что: Г=(f-F)/F Теперь мы можем приравнять полученные равенства, производим несложные арифметические вычисления и получаем конечную формулу: 1/d=1/F-1/f или 1/F=1/f+1/d Назовите аберрации оптических систем Аберрации оптических систем (от латинского aberratio – отклонение) – искажения, ошибки, или погрешности изображений, формируемых оптическими системами. Причина их возникновения в то, что луч отклоняется от того направления, по которому в близкой к идеалу оптической системе он должен был бы идти. Различные нарушения гомоцентричности (отчетливости, соответствия или окрашенности) в структуре выходящих из оптической системы пучков лучей характеризуют аберрации. Наиболее распространенными видами аберраций оптических систем можно считать:  1. Сферическую аберрацию. Она характеризуется недостатком изображения. При нем испущенные одной точкой объекта световые лучи, проходящие вблизи оси оптической системы, и лучи, проходящие через отдаленные от оси части системы, не собираются в одной точке. 2. Кому. Так называют аберрацию, которая возникает во время косого прохождения световых лучей через оптическую систему. В результате этого наблюдается нарушение симметрии пучка лучей относительно его оси и изображение точки (которая создается системой) принимает вид несимметричного пятна рассеяния. 3. Астигматизм.  Об этой аберрации говорят, когда световая волна испытывает деформацию во время прохождения оптической системы. В результате этого, наблюдается деформация, при которой исходящие из одной точки объекта пучки лучей не пересекаются в одной точке, а располагаются в двух взаимно перпендикулярных отрезках на некотором расстоянии друг от друга. Такие пучки получили название астигматических. 4. Дисторсию. Так называется аберрация, характеризующаяся нарушением геометрического подобия между объектом и изображением объекта. Она обуславливается неодинаковостью линейного оптического увеличения на разных участках изображения. 5. Кривизну поля изображения. При этой аберрации наблюдается процесс, когда изображение плоского предмета получается резким на искривленной поверхности, а не на плоскости, как должно было. Постройте ход лучей в микроскопе, зрительной трубе Кеплера и фото- аппарате. Микроскоп и Зрительная труба Кеплера https://ege-study.ru/ru/ege/materialy/fizika/opticheskie-pribory/ Фото-аппарат Какая оптическая система называется телескопической? Телескопическая система – оптическая система, с помощью которой можно рассматривать увеличенное изображение удаленного объекта. К числу таких приборов относятся бинокли, зрительные трубы, телескопы, перископы, дальномеры и геодезические приборы (теодолиты, нивелиры и другие). Схема телескопической системы состоит из двух компонентов: объектива и окуляра. Располагают их таким образом, чтобы задний фокус объектива совпадал с передним фокусом окуляра. Объектив создает действительное перевернутое изображение предмета в своей задней фокальной плоскости, а окуляр позволяет рассматривать это изображение глазом (рис. 5.1). Для компенсации дефектов глаза (близорукость, дальнозоркость) в зрительных трубах обычно предусматривается возможность фокусировки (продольного перемещения) окуляра. |
