3. Бақылау сұрақтары

3.1. Светодиод бекіткіші оң линзаның фокустық қашықтығында орналасқан болса жуйенің үлкейтуі қандай болады?

3.2. Светодиод бекіткіші теріс линзаның фокустық қашықтығында орналасқан болса жуйенің үлкейтуі қандай болады?

3.3. Теріс линза затты үлкейте алады ма?

№ 5 лабораториялық жұмыс

Жұқа линзаның фокустық қашықтығын анықтау

Жұмыстың мақсаты: сфералық линзалардың параметрлерін анықтау әдістерін үйрену.

1. Қысқаша теориялық мәліметтер

Линза деп екі сфералық бетпен шектелген мөлдір денені атайды. Егер линзаның қалыңдығы оның сфералық беттерінің қисықтық радиустарынан анағұрлым аз болса онда ол жұқа линза деп аталады. Оптикалық құралдар барлығының құрамында линзалар болады. Линзалар жинақтауыш және шашыратқыш деп бөлінеді. Жинақтауыш линзаның орта жағы шеттерімен салыстырғанда қалың болады, ал шашыратқыш линзаларда керісінше, орта жағы жіңішке болады.

Линзаның бас оптикалық осіне параллель түсетін жарық шоғы линзадан шыққан сәулелер (немесе олардың жалғастары) линзаның F бас фокусы деп аталатын нүктеден өтеді. Жұқа линзаның бас оптикалық осьте симметриялы орналасқан екі бас фокусы болады. Қосымша оптикалық оське параллель түсетін сәулелер линзадан шыққанда қосымша оптикалық осьтің Ф фокалдық жазықтықпен қиылысатын F´ нүктесінде фокусталады. Фокалдық жазықтық бас оптикалық оське перпендикуляр бас фокустан өтеді (1 сурет). Линзаның О оптикалық центрі мен F бас фокусының арасындағы қашықтық фокустық қашықтық деп аталады. Оны f´ деп белгілейді. Жинақтауыш линза үшін фокустық қашықтық сәулелер жолымен линзаның арғы жағында орналасады және оның таңбасы оң болады. Шашыратқыш линза үшін окустық қашықтық сәулелер жолына қарама-қарсы линзаның бергі жағында орналасады және таңбасы теріс болады.

1 Сурет.

Параллель жарық шоғының жинақтаыуш (а) және шашыратқыш (b) линзалардағы сынуы. О₁ және О₂ нүктелері – сфералық беттердің центрлері, О₁ О₂ – бас оптикалық ось, О –оптикалық центр,F – бас фокус, F´ - қосымша фокус, О F´- қосымша оптикалық ось, Ф – фокалдық жазықтық

Линзаның D оптикалық күші сфералық беттерінің қисықтық радиустеріне және линза жасалған материал сыну көрсеткішіне тәуелді болады. Оптика курсында келесі формула дәлелденеді:

(1)

Қисықтық радиустарының R₁ мен R₂ таңбалары ол радиустың қисықтық центрі қай жерде орналасқанына тәуелді болады. Егер қисықтық центр сәулелер жолымен линзаның арғы жағында орналасқан болса, онда радиус оң болады, кері жағдайда теріс болады. Бірінші радиус болып жарық сәулелерінің бірінші қиылысатын радиусы саналады. Көптеген оптикалық құралдарда жарық тізбектей орналасқан екі немесе бірнеше линзалардан өтеді. Бірінші линзаның беретін кескіні екінші линза үшін зат (шын немесе жалған) болып табылады. Ал екінші линза заттың екінші кескінін тұрғызады. Бұл екінші кескінде шын немесе жалған болуы мүмкін. Екі жұқа линзадан тұратын оптикалық жүйені есептеу үшін линза формуласын екі рет қолдану қажет, бұл жерде бірінші кескінен екінші линзаға дейінгі а₂ қашықтық l – f₁ шамасына тең болады, бұл жердегі l- линзалардың арасындағы қашықтық. Екі линзадан тұратын жүйенің жалпы сызықтық үлкейтуі К екі линзаның үлкейтулерінің көбейтіндісіне тең болады: К = К₁ · К₂. Егер зат немесе оның кескіні шексіздікте орналасатын болса, онда сызықтық үлкейту шамасының мағынасы болмайды. Кескінің орналасуы мен оның сипаттамасын геометриялық тұрғызу көмегімен анықтауға болады. Ол үшін жолдары белгілі стандарт сәулелерді қолданады. Ол оптикалық центрден немесе линзаның бір фокусынан және бас немесе қосымша оптикалық осьтердің бірінен өтетін сәулелерді қолданады. Осындай тұрғызулардың мысалдары 2 және 3 суреттерде көрсетілген.