Презентація на тему «Линзы»

линзы

Линзами называют прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.
Что такое линзы?

Во многих оптических приборах одной из основных частей являются собирающие и рассеивающие линзы.
   
Если толщина линзы много меньше радиусов кривизны сферических поверхностей, то она называется тонкой.
На рисунке обозначается так:
- собирающаяttt- рассеивающая

Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 до н. э.), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь.
Из произведений Плиния Старшего (23 — 79) следует, что такой способ разжигания огня был известен и в Римской империи — там также описан, возможно, первый случай применения линз для коррекции зрения — известно, что Нерон смотрел гладиаторские бои через вогнутый изумруд для исправления близорукости.
Сенека (3 до н. э. — 65) описал увеличительный эффект, который даёт стеклянный шар, заполненный водой.
Арабский математик Альхазен (965—1038) написал первый значительный трактат по оптике, описывающий, как хрусталик глаза создаёт изображение на сетчатке. Линзы получили широкое использование лишь с появлением очков примерно в 1280-х годах в Италии.
История

Классификация линз

Линзы бывают двух видов:
Толстые линзы - вид сферических поверхностей определяется визуально.
Тонкие линзы – вид сферических поверхностей визуально не определяется.

1 – двояковыпуклая
2 – плосковыпуклая
3 – выпукло-вогнутая
Толстые линзы бывают:
Выпуклые, края которых намного тоньше, чем середина.
1
2
3
(Собирающие)

1 – двояковогнутая
2 – плосковогнутая
3 – вогнуто-выпуклая
Толстые линзы бывают:
Вогнутые , края которых, толще чем середина.
(Рассеивающие)
1
2
3

NN — оптическая ось — прямая линия, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу;
O — оптический центр — точка, которая у двояковыпуклых или двояковогнутых (с одинаковыми радиусами поверхностей) линз находится на оптической оси внутри линзы (в её центре).
Элементы линзы:

Использование линзы для изменения формы волнового фронта. Здесь плоский волновой фронт становится сферическим при прохождении через линзу.

Чтоб найти положение изображения предмета относительно линзы, применяют формулу линзы, которая связывает между собой фокусное расстояние линзы F, расположение предмета и его изображения относительно нее:
Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называют оптической силой линзы:
Формулы
Ее измеряют в диоптриях (дптр).
1 диоптрия – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м.
где d – расстояние от предмета до линзы;
f – расстояние от линзы до изображения.

Собирающие
Рассеивающие
Тонкие линзы:

Для построения изображений в тонких линзах
используются следующие лучи:
1) Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления идет через фокус.
2) Луч, идущий через фокус, после преломления идёт параллельно главной оптической оси.
3) Луч, идущий через оптический центр линзы, не меняет своего направления.
F
F
1
2
3
«Три замечательных луча»

F
F
А
А*
В*
В
Уменьшенное
Перевернутое
Действительное
Построение изображений в собирающих линзах.

Предмет находится между линзой и главным фокусом
Изображение
мнимое,
увеличенное,
прямое.
F
F

Предмет находится на главном фокусном расстоянии
Изображение находится в бесконечности.
F
F

Предмет находится между главным фокусом и двойным фокусом
Изображение
действительное,
перевёрнутое,
увеличенное.
F
F
2F
2F

Предмет находится на двойном фокусном расстоянии
Изображение
действительное,
перевёрнутое,
в натуральную величину.
F
F
2F
2F

Предмет находится задвойным фокусным расстоянием
Изображение
действительное,
перевёрнутое,
уменьшенное.
F
F
2F
2F

Фокусное расстояние брать маленьким.
Изображение может быть разным.
Изображение строится по точкам.
Если изображение не помещается на странице, точки изображения ставить.
Изображения в собирающих линзах.

Построение изображений в рассеивающих линзах.
F
F
Уменьшенное
Прямое
Мнимое
А
В
А*
В*

Фокусные расстояния брать большими.
Изображения всегда одинаковые.
Изображения строятся по точкам.
Изображения в рассеивающих линзах.

ВНИМАНИЕ!
Изображение всегда должно быть подписанным:
Действительное – Мнимое
Увеличенное – Уменьшенное
Прямое - Перевернутое

Линзы из органических полимеров
Линзы со специальными свойствами
Полимеры дают возможность создавать недорогие асферические линзы с помощью литья.
В области офтальмологии созданы мягкие контактные линзы. Их производство основано на применении материалов, имеющих бифазную природу. Работа в течение более 20 лет привела к созданию в конце 90-х годов силикон-гидрогелевых линз, которые благодаря сочетанию гидрофильных свойств и высокой кислородопроницаемости могут непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно.

Линзы из кварца
Линзы со специальными свойствами
Кварцевое стекло — переплавленный чистый кремнезём с незначительными (около 0,01 %) добавками Al2О3, СаО и MgO. Оно отличается высокой термостойкостью и инертностью ко многим химическим реактивам за исключением плавиковой кислоты.
Прозрачное кварцевое стекло хорошо пропускает ультрафиолетовые и видимые лучи света.

Линзы из кремния
Линзы со специальными свойствами
Именно свойства кремния и новейшие технологии его обработки позволили создать линзы для рентгеновского диапазона электромагнитных волн.

Применение линз
Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем.
Традиционное применение линз — бинокли, телескопы, оптические прицелы, микроскопы и фотовидеотехника. Одиночные собирающие линзы используются как увеличительные стёкла.
Другая важная сфера применения линз офтальмология, где без них невозможно исправление недостатков зрения. Линзы используют в таких приспособлениях, как очки и контактные линзы.

Применение линз
В радиоастрономии и радарах часто используются диэлектрические линзы, собирающие поток радиоволн в приёмную антенну, либо фокусирующие на цели.
В конструкции плутониевых ядерных бомб для преобразования сферической расходящейся ударной волны от точечного источника (детонатора) в сферическую сходящуюся применялись линзовые системы, изготовленные из взрывчатки с разной скоростью детонации (то есть с разным коэффициентом преломления).