3)Формула тонкой линзы. Рассеивающие и собирающие линзы. Построение изображений в линзах и зеркалах.

Формула тонкой линзы связывает d (расстояние от предмета до оптического центра линзы), f (расстояние от оптического центра до изображения) с фокусным расстоянием F. Расстояние от предмета до линзы обозначить через d, а расстояние от линзы до изображения через f

. Величину D, обратную фокусному расстоянию. называют оптической силой линзы. Единицой измерения оптической силы является диоптрия (дптр). Диоптрия – оптическая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м: 1 дптр = м–1. В зависимости от форм различают собирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) линзы. К группе собирательных линз обычно относят линзы, у которых середина толще их краёв, а к группе рассеивающих — линзы, края которых толще середины. Следует отметить, что это верно только если показатель преломления у материала линзы больше, чем у окружающей среды.

Если предмет находится на бесконечно далёком от линзы расстоянии, то его изображение получается в заднем фокусе линзы F’ действительным, перевёрнутым и уменьшенным до подобия точки.

Если предмет приближён к линзе и находится на расстоянии, превышающем двойное фокусное расстояние линзы, то изображение его будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным и расположится за главным фокусом на отрезке между ним и двойным фокусным расстоянием.

Если предмет помещён на двойном фокусном расстоянии от линзы, то полученное изображение находится по другую сторону линзы на двойном фокусном расстоянии от неё. Изображение получается действительным, перевёрнутым и равным по величине предмету.

Если предмет помещён между передним фокусом и двойным фокусным расстоянием, то изображение будет получено за двойным фокусным расстоянием и будет действительным, перевёрнутым и увеличенным.

Если предмет находится в плоскости переднего главного фокуса линзы, то лучи, пройдя через линзу, пойдут параллельно, и изображение может получиться лишь в бесконечности.

Если предмет поместить на расстоянии, меньшем главного фокусного расстояния, то лучи выйдут из линзы расходящимся пучком, нигде не пересекаясь. Изображение при этом получается мнимое, прямое и увеличенное, т. е. в данном случае линза работает как лупа.

4) Лупа, микроскоп, телескоп.

Лу́па — оптическая система, состоящая из линзы или нескольких линз, предназначенная для увеличения и наблюдения мелких предметов, расположенных на конечном расстоянии. Увеличением Л. G называется отношение угла a, под которым изображение (мнимое) предмета видно из центра глазного зрачка, к углу j, под которым тот же предмет виден без Л. на так называемом расстоянии наилучшего видения D (для нормального человеческого глаза D = 0,25 м). Увеличение связано с фокусным расстоянием Л. f’ (выражаемым обычно в мм) соотношением Г=250/f’.

Микроско́п (греч. μικρός — маленький и σκοπέω — смотрю) — прибор, предназначенный для получения увеличенных изображений, а также измерения объектов или деталей структуры, невидимых невооружённым глазом. Разрешающая способность микроскопа - это способность микроскопа выдавать чёткое раздельное изображение двух близко расположенных точек объекта. Эта характеристика определяется прежде всего длиной волны используемого в микроскопии излучения. Ограничение заключается в невозможности получить изображение объекта, меньшего по размерам, чем длина волны этого излучения. где – разрешение в микрометрах (10–6 м), l – длина волны света (создаваемого осветителем), мкм, n – показатель преломления среды между образцом и объективом, а a – половина входного угла объектива (угла между крайними лучами конического светового пучка, входящего в объектив).

Объективом называют линзу или систему линз с очень коротким фокусом, что обеспечивает большое увеличение. Полученное изображение рассматривается глазом в окуляр, который является более длинофокусной линзой (или системой). Между линзами находится металлический корпус (тубус), в котором предусмотрено перемещение линз для получения четкого изображения участка предмета(или всего небольшого объекта).Увеличение определяется произведением увеличений каждой из систем.

Телеско́п (от др.-греч. τῆλε — далеко + σκοπέω — смотрю, наблюдаю) — астрономический прибор, который собирает и фокусирует электромагнитное излучение от астрономических объектов. Телескоп увеличивает видимый угловой размер и видимую яркость наблюдаемых объектов.

Разрешающая способность r=140/D где r — угловое разрешение в угловых секундах, а D — диаметр объектива в миллиметрах. Оптическое увеличение определяется отношением Г=F/f где F и f — фокусные расстояния объектива и окуляра.