2. Как получить оптическое изображение?

Поставим светящийся предмет перед экраном.

Рис. 11. Предмет перед экраном не даёт изображения

Мы не увидели на экране изображения. Весь экран окажется более или менее

равномерно освещенным. Почему? Потому , что от всех точек светящегося предмета лучи идут во все точки экрана. Чтобы получить изображение надо упорядочить световые лучи , сделать так , чтобы лучи , исходящие из одних точек предмета, попадали только в определенное место экрана и никуда более. Самый простой способ упорядочения лучей – сделать камеру–обскуру (рис.12).

Рис. 12. Изображение в камере-обскуре

Изображение в камере-обскуре получается действительное, перевернутое. Оно увеличенное , если х¹>х и уменьшенное при х<х¹. Коэффициент увеличения К равен:

Недостатком камеры-обскуры является то, что большинство световых лучей полностью отсекается и не попадает на экран , поэтому изображение получается тусклым.

Важным свойством камеры-обскуры является то, что изображение появляется на стенке при любом расстоянии до предмета без какой-либо наводки на резкость. Впервые камеру-обскуру описал Леонардо-да-Винчи. Он полагал, что аналогичным образом формируется изображение на сетчатке глаза.

Как выяснилось позже, глаза моллюсков (но не человека) действительно представляют собой маленькие камеры-обскуры, которые дают изображение в соответствии с рис.12.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Почему при увеличении в камере-обскуре изображение на экране размывается?

2. Является изображение в камере-обскуре действительным или мнимым?

З.Изображение в линзах

Чтобы изображение получилось ярким, лучше не отсекать лучи, а искривлять их, направив в нужное место. Это и делает линза. Если F – фокусное расстояние линзы, то

Рис. 13. Действительное изображение в линзе

Изображение на рис. 13 действительное, перевернутое. Величина носит название оптической силы линзы. Оптическая сила выражается в диоптриях (1 Дп = 1м^-1)

Если предмет находится между фокусом и линзой (рис. 14)

Рис. 14. Мнимое изображение в линзе

– изображение мнимое и прямое. Мнимое изображение можно увидеть или

сфотографировать, если занять определенную позицию наблюдения, чтобы лучи линзы попали в глаз наблюдателя. Иначе говоря, для наблюдения мнимого изображения нужен дополнительный оптический инструмент.

Не противоречит ли ход лучей в линзе принципу наименьшего времени? Ведь свет идет по различным траекториям с разной протяженностью. Оказывается, однако, что по любой траектории свет идет одинаковое время. Формулу (1) можно получить из принципа наименьшего времени.

Первым человеком, который отожествил работу глаза с оптической линзой, был Кеплер. Согласно Кеплеру, изображение получалось на сетчатке действительным, уменьшенным и перевернутым. Последнее послужило причиной скептического отношения современников к его теории зрения.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что будет с изображением, если зачернить половину линзы?

(см. рис.15)

Рис. 15. Построение изображения в линзе, половина которой зачернена

2. Как построить изображение точки В ?(см. рис.16)

3. Нарисуйте ход лучей в увеличительном стекле и нарисуйте ход лучей в фотоаппарате.

Рис. 16. Собирающая линза