Просмотр содержимого документа
«21.03.2020.гр 942лекция законы оптики и задание домашнее»
Линзы
Линзы |
Прозрачное для света тело, ограниченное выпуклыми или вогнутыми преломляющими поверхностями, называется линзой. Принцип работы линзы объясняется на основе анализа хода лучей в призме и усеченной призме | |
Собирающие (положительные) линзы - это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в сходящийся: двояковыпуклые (1), где O1O2 — главная оптическая ось, R1R2— радиусы кривизны поверхности, плоско-выпуклые (2),выпукло-вогнутые (3). | |
Рассеивающие (отрицательные) линзы - это линзы, преобразующие пучок параллельных лучей в расходящийся: вогнуто-выпуклые (4), двояковогнутые (5), плоско-вогнутые (6). | |
Линзы, у которых середины толще чем края - собирающие, а у которых толще края — рассеивающие. Эти условия выполняются, если показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза, больше показателя преломления среды, в которой используется линза. | |
Линзы, в которых можно пренебречь смещением луча при прохождении внутри линзы, называют тонкими линзами. | |
Главные фокусы и фокусное расстояние линзы Точка F на главной оптической оси, в которой пересекаются после преломления лучи, параллельные этой оси, называется главным фокусом. Плоскость, которая перпендикулярна главной оптической оси линзы, а также проходит через ее главный фокус, называется фокальной Побочный фокус F' - это точка на фокальной плоскости, в которой собираются лучи, падающие на линзу параллельно побочной оси. | |
У собирающей линзы фокусы действительные, у рассеивающей - мнимые.Расстояние между линзой и главным фокусом (OF) - фокусное расстояние. Его обозначают буквой F. У собирающей линзы считают F0, у рассеивающей - F. | |
Оптическая сила линзы: Единица оптической силы линзы в СИ — диоптрия: 1 дптр =1 м-1. | |
Оптическая сила линзы определяется кривизной ее поверхности, а также показателем преломления ее вещества относительно окружающей среды: где r1 и R2 - радиусы сферических поверхностей линзы; n - относительный показатель преломления. | |
Вывод формулы тонкой линзы | |
Из подобия треугольников, заштрихованных одинаково, следует откуда Разделив последнее равенство на произведение dfF, получим: , где d — расстояние предмета от линзы; f — расстояние от линзы до изображения, F — фокусное расстояние. | - формула тонкой линзы |
Оптическая сила линзы равна: | |
При расчетах числовые значения действительных величин всегда подставляются со знаком "плюс", а мнимых—со знаком "минус". | |
Линейное увеличение | |
Из подобия заштрихованных треугольников следует: . | |
Построение изображения в тонкой линзе. Луч, параллельный главной оптической оси, проходит через точку главного фокуса. Луч, параллельный побочной оптической оси, проходит через побочный фокус (точку на побочной оптической оси). Действительное изображение - пересечение лучей. Мнимое изображение - пересечение продолжений лучей. | |
После написаниия конспекта просмотрите видеолекцию Видеолекции к занятию:
1) Линзы (Ерюткин)
Литература: 1) Физика. 11 класс: учеб. для общеобразоват. учреждений (базовый и профильный уровни) / С. А. Тихомирова, Б. М. Яворский. Глава 5. Оптика. 2) Физика. 11 кл. Учебник (баз. и угл.) Генденштейн, 2014г. Глава 5. Геометрическая оптика. 3) Касьянов. Атлас по физике для 11 класса. Геометрическая оптика. 4) Касьянов В. А. Физика. 11 кл. Профильный уровень. Геометрическая оптика. 5) Мякишев Г. Я. Физика. 11 класс. Оптика. |
|
Рассмотрите решение Задачи 1
Представлена тонкая линза, у которой указана главная оптическая ось, и указано, что в плоскости, проходящей через двойной фокус, располагается светящаяся точка. Необходимо определить, какая из четырех точек на чертеже соответствует правильному изображению этого предмета, то есть светящейся точке.
Задача может быть решена несколькими способами, рассмотрим один из них.
Рис. 1. Задача 1 (На рис. 1 изображена собирающая линза с оптическим центом (0), фокусы (
), линза разнофокусная и точки двойного фокуса (
). Светящаяся точка (
) лежит в плоскости, расположенной в двойном фокусе. Необходимо показать, какая из четырех точек соответствует построению изображения или изображению этой точки на схеме.
Решение задачи начнем с вопроса построения изображения.
Светящаяся точка (
) располагается на двойном расстоянии от линзы, то есть это расстояние равно двойному фокусу, его можно построить следующим образом: взять линию, которая соответствует лучу, движущемуся параллельно главной оптической оси, преломленный луч пройдет через фокус (
), а второй луч пройдет через оптический центр (0). Пересечение окажется на расстоянии двойного фокуса (
) от линзы, это не что иное, как изображение, и оно соответствует точке 2. Правильный ответ: 2.
Одновременно с этим можно воспользоваться формулой тонкой линзы и вместо
подставить
, ведь точка лежит на расстоянии двойного фокуса, при преобразовании получим, что изображение тоже получается в точке, удаленной на двойном фокусе, ответ будет соответствовать 2 (рис. 2).
;
;
Ответ: 2.
Домашнее задание
Составьте конспект темы
Законспектируйте решение задачи
Ответьте на вопросы:
Какой формулой определяется оптическая сила тонкой линзы?
Какая связь между оптической силой и фокусным расстоянием?
Запишите формулу тонкой собирающей линзы.
Ответы на вопросы высылаем для проверки. На электронную почту.
Вопросы для любознательных (высылаем как дополнительное задание)
В каких романах Жюля Верна герои используют знания об линзах ?
Сделайте сообщение об оптических явлениях