Похожие презентации:
Линза. Выпуклые линзы
1.
Линзой называют прозрачное тело, ограниченное с двух сторонсферическими поверхностями, либо одной сферической и одной
плоской поверхностями.
Выпуклые – линзы, у которых края намного тоньше, чем середина.
Вогнутые – линзы, у которых края толще, чем середина
2.
СобирающиеРассеивающие
3.
Собирающие линзылинзы, преобразующие параллельный пучок
световых лучей в сходящийся:
двояковыпуклые
плоско-выпуклые выпукло-вогнутые
4.
Действие линз:а — собирающих; б — рассеивающих
Параксиальные (приосевые) лучи идут под малыми углами
к оптической оси и образуют на всех преломляющих и
отражающих поверхностях малые углы падения, отражения
и преломления
5. Основные элементы линзы
ОГЛАВНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ОСЬ – прямая, проходящая через
центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу.
ОПТИЧЕСКИЙ ЦЕНТР – пересечение главной оптической оси с
линзой, обозначается точкой О.
Побочная оптическая ось – любая прямая, проходящая через
оптический центр.
6.
Фокус линзыЕсли на собирающую линзу падает пучок лучей,
параллельных главной оптической оси, то после
преломления в линзе они собираются в одной точке F,
которая называется главным фокусом линзы.
7.
Главных фокусов - два; они расположены на главнойоптической оси на одинаковом расстоянии от оптического
центра линзы по разные стороны.
В фокусе рассеивающей линзы пересекаются
продолжения лучей, которые до преломления были
параллельны ее главной оптической оси. Фокус
рассеивающей линзы мнимый.
8.
Ход лучей через линзу9.
Ход лучей:а — в собирающей линзе; б — в рассеивающей линзе
10. Основные лучи для собирающей линзы.
M1
γ
О1
F
О
F
Если пучок параллельный лучей
падает под углом γ к главной
оптической оси, то преломленные
О2 лучи пересекутся в одной точке F’.
F’
F’- побочный фокус
N
FF’– фокальная плоскость – плоскость, проходящая
главный фокус линзы перпендикулярна главной
оптической оси
фокальная плоскость – является совокупностью всех
возможных побочных фокусов.
11. Определение направления преломленного луча
Воспользуемся вспомогательнымлучом 2 параллельным лучу 1
проходящим через центр линзы.
M
1
О1
2
F’
F
О
F
О2
Луч 2 проходящим не
преломившись пересекает
фокальную плоскость в
побочном фокусе F’
N
Согласно свойству параллельных лучей после преломления луч
1 также пройдет через побочный фокус F’.
12. Построение изображений в собирающей линзе
Изображение: уменьшенное,перевёрнутое, действительное.
F
2F
F
13. Построение изображений в рассеивающей линзе
Изображение: уменьшенное, прямое,мнимое.
F
14. Постройте изображение предмета, предложенного на рисунке.
Изображение:действительное,
перевёрнутое, увеличенное
2
F
F
F
15. Постройте изображение предмета, предложенного на рисунке.
Изображение: мнимое, увеличенное, прямоеF
F
16. Рассмотрим преломление лучей в плоско-выпуклой линзе
Рассмотрим преломление лучей в плосковыпуклой линзеРазобьем линзу на отдельные участки
каждый из которых
Луч 1 пройдет не
можно представлять как
преломившись так как
треугольную призму
будет падать
перпендикулярно на
плоскопараллельную
R
пластину
О1
1
О
R – радиус
О1 – центр
О – центр линзы О1О– главная
кривизны
поверхности
кривизны
поверхности
оптическая ось
17. Рассмотрим преломление лучей в плоско-выпуклой линзе
Рассмотрим преломление лучей в плосковыпуклой линзеЛуч 2 падая на вторую
границу призмы имеющий
преломляющий угол α.
α
2
R
1
Преломляется на угол
δ = α(n-1), где n - относительный
показатель преломления.
δ
О
F
F – главный фокус линзы – точка на главной оптической оси в
которой пересекаются лучи, падающие параллельно главной
оптической оси.
18. Найдем расстояние до главного фокуса от центра линзы
ОF – фокусноерасстояние
Угол АFО= δ как накрест лежащие
α
2
α
δ
R
1
А
О1
h
α
Рассмотрим
треугольник АОО1
и треугольники АОF
О
δ
F
АО=h – общая сторона.
19. Найдем расстояние до главного фокуса от центра линзы
Из треугольника АОО1h , так как
sin
α
2
R
α малый угол то:
h
sin
R
Из треугольника АOF
h
tg , так как
F
δ малый угол то:
h
tg
F
1
R
О1
α
А
δ
h δ
α
О
Заменим в уравнение
F
(n 1)
углы α и δ на их значения:
h h
(n 1)
1 1
F R
(n 1)
сократим на h: F
R
20.
Любую собирающую линзуможно рассматривать как совокупность
двух плоско-выпуклые линз.
двояковыпуклые
выпукло-вогнутые
R2
R2
O1
R1
O2
O
α2
R1
O2
α1
O1
α2
O
α1
Преломление лучей будет
происходить на двух поверхностях
( 1 2 )(n 1)
( 1 2 )(n 1)
1
1
1
( )( n 1)
F
R1 R2
1
1
1
( )( n 1)
F
R1 R2
21.
22.
23. Оптическая сила линзы
- физическая величина, обратная фокусномурасстоянию.
1
D
F
1
1
D
1дптр
F 1м
Диоптрия - оптическая сила линзы с
фокусным расстоянием 1 метр
24.
1 диоптрия – это оптическая сила линзы, фокусноерасстояние которой 1 метр.
Т.к. у рассеивающей линзы фокус мнимый, то
условились считать её фокусное расстояние
отрицательной величиной. Тогда и оптическая
сила рассеивающей линзы будет отрицательной.
Оптическую силу собирающей линзы условились
считать положительной величиной.
25. Для собирающих линз
D 01
1
двояковыпуклые D (
)( n 1) 0 ,так как R1>0
R1 R2
R2>0
плоско-выпуклые
1
D (n 1) 0
R
,так как R>0
1 1
выпукло-вогнутые D (
)( n 1) 0 ,так как |R |>R
R1 R2
2
1
26. Линза как увеличительное стекло (лупа)
2627.
28. Зрительная труба Кеплера
Зрительная труба Галилея28
29.
30. Зрительная труба Кеплера и Галилея
3031. Линза: яркость изображения
Ни один оптический прибор не увеличиваетяркость изображения на сетчатке.
При нормальном увеличении яркость изображения
равна яркости изображения предмета
невооружённым глазом
31
32.
33.
34. Можно ли в телескоп увидеть звёзды днём?
• Звезда – точечный объект, размеризображения на сетчатке не изменяется;
яркость изображения звезды растёт ~ D2
• Участок неба – объект протяжённый – яркость
изображения на сетчатке не изменяется.
• При определённом диаметре объектива D
изображение звезды станет ярче
изображения неба!
34
35. Импульс электромагнитного поля. Давление света
• Импульс релятивисткой частицы: p = (W/c2)v• Плотность импульса
электромагнитного поля:
• Давление света:
wv S
1
g 2 2
E H
4 c
c
c
wc I
P cg w
c
c
• Если коэффициент отражения R, то:
• Давление солнечного света:
P (1 R )
I
c
I c 1,5 кВт/м 2
P I / c 5 10 6 Па
35
36.
АберрацииВ идеальной оптической системе все лучи, исходящие из т.А пересекаются
в сопряженной с ней точке А’
В реальной системе или нарушается гомоцентричность пучка и лучи не
имеют общей точки пересечения, или гомоцентричность сохраняется, но
лучи пересекаются в другой точке, не совпадающей с точкой идеального
изображения. Это является следствием аберрации.
Основная задача расчета оптических систем- корректировка
(уменьшение) аберраций.
37.
38.
39.
40.
Меридиональная плоскость – это плоскость, проходящая черезоптическую ось (например плоскость рисунка)
Сагиттальная плоскость – это плоскость, которая содержит луч,
перпендикулярный меридиональной плоскости и не проходит
через ось (может быть ломаной и рассматривается по частям). Ее
название произошло от слова “сагитта” (лат.) – стрела. Примером
такой плоскости может служить воображаемая ломаная плоскость,
содержащая луч на рис и перпендикулярная плоскости этого
рисунка.