Лучевой метод нахождения расположения предмета.

а) б)

Рис.10.8

Мы уже знаем, что в однородной прозрачной среде свет распространяется прямолинейно. Рассмотрим точечный источник света (точечным считается источник, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями, на которых рассматривается его действие). Лучи света, исходящие из этого источника, направлены вдоль радиусов (см. рис.10.8.а). Лучевой метод нахождения расположения предмета основывается на законе прямолинейного распространения света. Если известны направления нескольких лучей, выходящих из точечного источника, то всегда можно определить положение этого источника. Следует просто продолжить хотя бы два таких луча в направлении противоположном их распространению, до их пересечения. Точка их пересечения и является положением точечного источника (см. рис.10.8,б).

Когда пучок расходящихся лучей попадает из источника в глаз, то хрусталик глаза автоматически меняет свою форму так, чтобы расходящиеся из точечного источника лучи собирались на сетчатке глаза, таким образом, мы получаем изображение точки. Этот процесс дает те же сведения, которые мы получаем, продолжая лучи до их пересечения.

Лучевой метод нахождения расположения предмета используется при построении изображений. Изображением точечного источника называют точку, в которой пересекаются лучи или их продолжения от этого источника после прохождения ими оптической системы (зеркало, призма, линза)

10.5 Правила хода лучей в собирающей линзе

Рассмотрим построение изображений в линзах. Для этого предмет, изображение которого строится, необходимо разбить на точечные источники. Изображение всех точек предмета строят при помощи трех характерных лучей, ход которых мы и рассмотрим.

Рисунок 10.9

1) Луч, падающий на линзу параллельно какой-либо оптической оси, после преломления пройдет через фокус, лежащий на этой оптической оси.

Рисунок 10.10

2) луч, идущий через оптический центр линзы, не меняет своего направления.

Рисунок 10.11

3) луч, проходящий через передний фокус, после преломления в линзе пойдет параллельно главной оптической оси.

Рисунок 10.12

С помощью любых двух лучей можно построить изображение любой точки предмета и тем самым сам предмет как совокупность точек. Точка пересечения двух любых характерных лучей или их продолжений является изображением. Построим изображение предмета АВ в собирающей линзе, если предмет располагается на расстоянии от тонкой линзы. Разделим предмет на точки. Если предмет представляет собой отрезок прямой, который перпендикулярен главной оптической оси, то для построения изображения предмета достаточно построить только изображение одной точки А. Чтобы найти положение точки , являющейся изображением точки А, выберем два луча, ход которых нам известен (любые два луча из рассмотренных ранее). Во-первых, это луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе он пройдет через ее задний фокус F₁. Во-вторых, это луч, идущий через оптический центр линзы, он проходит через линзу, не преломляясь. На рисунке 10.12 показано построение изображения предмета АВ.

Правила хода лучей в рассеивающей линзе (см. рис.10.13):

1) лучи, падающие на линзу параллельно какой-нибудь оптической оси, после преломления пойдут так, что их продолжения пройдут через фокус, лежащий на оптической оси;

Рисунок 10.13

2) луч, идущий через оптический центр линзы, не меняет своего направления.

На рисунке 10.13 показано построение изображения предмета АВ в рассеивающей линзе.

Линейное увеличение, даваемое линзой – это величина равная отношению линейных размеров изображения к линейным размерам самого предмета и находится по формуле,

, (10. 7)

где H – высота изображения, h – высота предмета.