Линзы. Глаз как оптическая система. Оптические приборы
- Линза – это оптически прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями
Виды линз
Вогнутые линзы
Выпуклые линзы
Виды линз
Выпуклые (собирающие)
двояковыпуклая плосковыпуклая вогнуто-выпуклая
Виды линз
вогнутые (рассеивающие)
двояковогнутая
выпукло-вогнутая
плосковогнутая
Основные обозначения в линзе
Главный фокус собирающей линзы ( F ) – точка на главной оптической оси, в которой собираются лучи, падающие параллельно главной оптической оси, после преломления их в линзе.
Фокусное расстояние (ОF) – расстояние от главного фокуса до центра линзы (О). У собирающей линзы фокус действительный, потому – положительный.
СИ: [F]=м (метр)
1
Фокальная плоскость линзы – плоскость, проходящая через главный фокус линзы перпендикулярно главной оптической оси. Точки пересечения побочных оптических осей с фокальными плоскостями называются побочным фокусом (F') . В побочном фокусе сходятся все лучи, падающие на линзу параллельно побочной оптической оси .
2
3
F
О
3
F'
2
1
- Если на линзу направить пучок параллельных лучей , то после преломления лучи пересекут оптическую ось в одной точке. Эта точка называется фокусом линзы. У каждой линзы два фокуса- по одному с каждой стороны.
- Пустим параллельный пучок лучей на вогнутую линзу и увидим,что лучи выдут из линзы расходящимся пучком. Если такой пучок лучей попадет в глаза, то наблюдателю будет казаться, что они вышли из точки F. Эта точка называется – мнимым фокусом .
Построение изображения в линзе:
- Луч, падающий на линзу параллельно оптической оси, после преломления идет через фокус линзы.
- Луч, проходящий через оптический центр линзы не преломляется.
- Луч, проходя через фокус линзы после преломления идет параллельно оптической оси.
Если предмет находится в двойном фокусе, то изображение получится действительное, равное, перевернутое.
Если предмет находится между фокусом и двойным фокусом, то изображение действительное, перевернутое, увеличенное.
Если предмет находится в фокусе, то изображения нет.
Если предмет находится между фокусом и оптическим центром, то изображение мнимое, прямое, увеличенное.
Построение в рассеивающей линзе:
Формула тонкой линзы:
Формула для нахождения оптической силы линзы:
Характеристики линз
Оптическая сила линзы
Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы
Измеряется в диоптриях (дптр)
1дптр=1/м
Оптическую силу собирающей линзы считают положительной величиной, а рассеивающей – отрицательной .
0), а при перевернутом – отрицательно (Г При увеличенном изображении предмета в линзе модуль увеличения больше единицы (|Г|1), а при уменьшенном – меньше единицы (|Г| Г=H/h " width="640"
Увеличение линзы – отношение высоты изображения к высоте предмета.
При прямом изображении предмета в линзе увеличение положительно (Г0), а при перевернутом – отрицательно (Г
При увеличенном изображении предмета в линзе модуль увеличения больше единицы (|Г|1), а при уменьшенном – меньше единицы (|Г|
Г=H/h
Человек воспринимает предметы внешнего мира путем анализа изображения каждого из предметов на сетчатке.
Сетчатка – это световоспринимающий отдел.
Оптическая система глаза состоит из:
- Роговицы
- Хрусталика
- Стекловидного тела
Глаз человека как оптическая система.
Глаз человека как оптическая система.
Хрусталик (lens, лат.) — прозрачная биологическая линза, имеющая двояковыпуклую форму и входящая в светопроводящую и светопреломляющую систему глаза, и обеспечивающая аккомодацию (способность фокусироваться на разноудаленных объектах).
Строение хрусталика .
Стекловидное тело - прозрачный гель, заполняющий объем всей полости глазного яблока, области, находящейся за хрусталиком.
СТРОЕНИЕ СТЕКЛОВИДНОГО ТЕЛА
Лучи света, что отражаются от рассматриваемых предметов, обязательно проходят через 4 преломляющие поверхности:
- задняя и передняя поверхности роговицы,
- задняя и передняя поверхности хрусталика.
Построение изображения на сетчатке.
Каждая их этих поверхностей отклоняет световой луч от его изначального направления, именно поэтому в фокусе оптической системы органа зрения появляется реальное, но перевернутое и уменьшенное изображение наблюдаемого объекта.
Процесс преломления света в глазной оптической системе носит название рефракция .
Недостатки оптической системы глаза и физические основы их устранения.
Глаз называется нормальным, если он в ненапряженном состоянии собирает параллельные лучи в точке, лежащей на сетчатке.
Наиболее распространены два недостатка глаза - близорукость и дальнозоркость.
Близоруким называется такой глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит внутри глаза.
Чтобы изображение передвинулось на сетчатку, нужно уменьшить оптическую силу преломляющей системы глаза. Для этого применяют рассеивающую линзу .
Для исправления близорукости применяют очки с вогнутыми, рассеивающими линзами.
Дальнозорким называется глаз, у которого фокус при спокойном состоянии глазной мышцы лежит за сетчаткой.
Оптическую силу системы дальнозоркого глаза нужно усилить, чтобы изображение попало на сетчатку. Для этого используют собирающую линзу.
В очках для дальнозорких глаз используют выпуклые, собирающие линзы.
Оптические обманы
Оптические или зрительные иллюзии— ошибки в зрительном восприятии, вызванные неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа, а также физическими причинами.
Оптические иллюзии показывают, что не всегда можно верить тому, что видишь.
Игры с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.
Иллюзия движения
Мир оптических приборов:
Домашнее задание:
- Заполнить таблицу
- Доклады по темам "Интересные факты о зрении в животном мире", "Оптические явления в природе", "Как сохранить зрение ".
2F F d=2F F Тип Действ. Ориентация Переверн. (Г d=F Размер Уменьш. (|Г| d " width="640"
Предмет
Расстояние от предмета до линзы (d)
Изображение
Расстояние от линзы до изображения (f)
d2F
F
d=2F
F
Тип
Действ.
Ориентация
Переверн. (Г
d=F
Размер
Уменьш. (|Г|
d
Спасибо за внимание!!!