Devi pubblicare un commento. Lenti sottili. Percorso del raggio Percorso del raggio nel collezionismo

Dai un'altra occhiata ai disegni delle lenti del foglio precedente: queste lenti hanno uno spessore notevole e una curvatura significativa dei loro bordi sferici. Abbiamo deliberatamente disegnato tali lenti in modo che i principali schemi del percorso dei raggi di luce si manifestino nel modo più chiaro possibile.

4.5.1 Il concetto di una lente sottile

Ora che questi schemi sono abbastanza chiari, considereremo un'idealizzazione molto utile chiamata lente sottile. A titolo di esempio, in fig. 4.24 mostra una lente biconvessa; i punti O1 e O2 sono i centri delle sue superfici sferiche6 , R1 e R2 sono i raggi di curvatura di queste superfici.

Riso. 4.24. Alla definizione di una lente sottile

Quindi, una lente è considerata sottile se il suo spessore MN è molto piccolo. È vero, è necessario chiarire: piccolo rispetto a cosa?

Innanzitutto, si assume che MN R1 e MN R2 . Allora le superfici del cristallino, sebbene convesse, possono essere percepite come ¾quasi piatte¿. Questo fatto tornerà utile molto presto.

In secondo luogo, MN a, dove a è la distanza caratteristica dall'obiettivo all'oggetto che ci interessa. In realtà, solo in questo caso potremo parlare correttamente di “distanza dall'oggetto all'obiettivo”, senza specificare in quale punto dell'obiettivo viene portata proprio questa distanza.

Abbiamo definito una lente sottile con la lente biconvessa in Fig. 4.24. Questa definizione viene trasferita senza alcuna modifica a tutti gli altri tipi di lenti. Quindi: una lente è sottile se lo spessore della lente è molto inferiore ai raggi di curvatura dei suoi confini sferici e alla distanza dalla lente all'oggetto.

Il simbolo di una sottile lente convergente è mostrato in fig. 4.25.

Riso. 4.25. Designazione di una sottile lente convergente

6 Ricordiamo che la linea O1 O2 è chiamata l'asse ottico principale dell'obiettivo.

Il simbolo di una sottile lente divergente è mostrato in fig. 4.26.

Riso. 4.26. Designazione di una lente divergente sottile

In ogni caso, la linea retta F F è l'asse ottico principale della lente, e gli stessi punti F sono i suoi fuochi. Entrambi i fuochi di una lente sottile si trovano simmetricamente rispetto alla lente.

4.5.2 Centro ottico e piano focale

I punti M e N segnati in fig. 4.24, in una lente sottile si fondono effettivamente in un punto. Questo è il punto O nelle Fig.4.25 e 4.26, chiamato centro ottico della lente. Il centro ottico si trova all'intersezione della lente con il suo asse ottico principale.

La distanza OF dal centro ottico al fuoco è chiamata lunghezza focale dell'obiettivo. Faremo riferimento alla lunghezza focale come f. Il valore D, il reciproco della lunghezza focale, è la potenza ottica della lente:

D = f1 :

La potenza ottica è misurata in diottrie (D). Quindi, se la lunghezza focale dell'obiettivo è di 25 cm, la sua potenza ottica è:

RE=0; 1 25 = 4 diottrie:

Continuiamo a conoscere nuovi concetti. Ogni retta passante per il centro ottico della lente e diversa dall'asse ottico principale è chiamata asse ottico secondario. Sulla fig. 4.27 mostra un asse ottico laterale rettilineo OP.

P (fuoco laterale)

(piano focale)

Riso. 4.27. Asse ottico laterale, piano focale e fuoco laterale

Il piano passante per il fuoco perpendicolare all'asse ottico principale è chiamato piano focale. Il piano focale è quindi parallelo al piano della lente. Avendo due fuochi, l'obiettivo ha di conseguenza due piani focali situati simmetricamente rispetto all'obiettivo.

Il punto P in cui l'asse ottico secondario interseca il piano focale è detto fuoco secondario. In realtà, ogni punto del piano focale (tranne F) è un fuoco laterale, perché possiamo sempre disegnare un asse ottico laterale collegando questo punto al centro ottico della lente. E il punto F stesso è il fulcro dell'obiettivo a questo proposito, è anche chiamato

obiettivo principale.

Cosa c'è nella fig. 4.27 mostra una lente convergente, non ha alcun ruolo. I concetti di asse ottico secondario, piano focale e fuoco secondario sono definiti esattamente nello stesso modo per una lente divergente, con la lente convergente sostituita nella Fig. 4.27 da una divergente.

Passiamo ora alla considerazione del percorso dei raggi nelle lenti sottili. Supponiamo che i raggi siano parassiali, cioè formino angoli sufficientemente piccoli con l'asse ottico principale. Se i raggi parassiali provengono da un punto, dopo aver attraversato la lente, anche i raggi rifratti o le loro continuazioni si intersecano in un punto. Pertanto, le immagini degli oggetti date dalla lente nei raggi parassiali sono molto chiare.

4.5.3 Percorso del raggio attraverso il centro ottico

Come sappiamo dalla sezione precedente, un raggio che viaggia lungo l'asse ottico principale non viene rifratto. Nel caso di una lente sottile, risulta che anche il raggio che viaggia lungo l'asse ottico secondario non viene rifratto!

Questo può essere spiegato come segue. Vicino al centro ottico O, entrambe le superfici della lente sono indistinguibili dai piani paralleli, e il raggio in questo caso passa come attraverso una lastra di vetro piano-parallela (Fig. 4.28).

Riso. 4.28. Percorso del raggio attraverso il centro ottico della lente

L'angolo di rifrazione del raggio AB è uguale all'angolo di incidenza del raggio rifratto BC sulla seconda superficie. Pertanto, il secondo raggio rifratto CD lascia la piastra piano-parallela parallela al raggio incidente AB. Una piastra piano-parallela sposta solo la trave senza cambiarne la direzione, e questo spostamento è minore, minore è lo spessore della piastra.

Ma per una lente sottile, possiamo presumere che questo spessore sia zero. Allora i punti B, O e C si fondono effettivamente in un punto, e il raggio CD risulta essere solo un'estensione del raggio AB. Ecco perché risulta che un raggio che viaggia lungo un asse ottico secondario non viene rifratto da una lente sottile (Fig. 4.29).

Riso. 4.29. Un raggio che passa attraverso il centro ottico di una lente sottile non viene rifratto

Questa è l'unica proprietà comune delle lenti convergenti e divergenti. Altrimenti, il percorso dei raggi in essi risulta essere diverso, e inoltre dovremo considerare separatamente le lenti convergenti e divergenti.

4.5.4 Percorso del raggio in una lente convergente

Come ricordiamo, una lente convergente è così chiamata perché il fascio luminoso, parallelo all'asse ottico principale, dopo essere passato attraverso la lente, viene raccolto nel suo fuoco principale (Fig. 4.30).

Riso. 4.31. Rifrazione di un raggio proveniente dal fuoco principale

Si scopre che un raggio di raggi paralleli che cadono obliquamente su una lente convergente convergerà anche al fuoco, ma al secondario. Questo fuoco laterale P corrisponde al raggio che attraversa il centro ottico della lente e non viene rifratto (Fig. 4.32).

Riso. 4.32. Un raggio parallelo viene raccolto in un fuoco secondario

Ora possiamo formulare le regole per il percorso dei raggi in una lente convergente. Queste regole seguono dalle Figure 4.29–4.32.

1. Il raggio che passa attraverso il centro ottico della lente non viene rifratto.

11.2. ottica geometrica

11.2.2. Riflessione e rifrazione della luce raggi in uno specchio, una lastra piano parallela e un prisma

Formazione dell'immagine in uno specchio piano e sue proprietà

Le leggi di riflessione, rifrazione e propagazione rettilinea della luce sono utilizzate nella costruzione di immagini negli specchi, considerando il percorso dei raggi luminosi in una piastra piano-parallela, prisma e lenti.

Il corso dei raggi di luce in uno specchio piatto mostrato in fig. 11.10.

L'immagine in uno specchio piatto si forma dietro il piano dello specchio alla stessa distanza dallo specchio f quanto l'oggetto si trova davanti allo specchio d:

f = d.

L'immagine in uno specchio piatto è:

• diretto;
• immaginario;
• di dimensioni uguali al soggetto: h \u003d H.

Se gli specchi piatti formano un certo angolo tra loro, formano N immagini di una sorgente luminosa posta sulla bisettrice dell'angolo tra gli specchi (Fig. 11.11):

N = 2 π γ - 1 ,

dove γ è l'angolo tra gli specchi (in radianti).

Nota. La formula è valida per angoli γ per i quali il rapporto 2π/γ è un numero intero.

Ad esempio, nella fig. 11.11 mostra una sorgente luminosa S che giace sulla bisettrice dell'angolo π / 3. Secondo la formula sopra, si formano cinque immagini:

1) l'immagine S 1 è formata dallo specchio 1;

2) l'immagine S 2 è formata dallo specchio 2;

Riso. 11.11

3) l'immagine S 3 è un riflesso di S 1 nello specchio 2;

4) l'immagine S 4 è un riflesso di S 2 nello specchio 1;

5) l'immagine S 5 è un riflesso di S 3 nella continuazione dello specchio 1 o un riflesso di S 4 nella continuazione dello specchio 2 (i riflessi in questi specchi coincidono).

Esempio 8. Trovare il numero di immagini di una sorgente puntiforme di luce ottenute in due specchi piani che formano un angolo di 90° tra loro. La sorgente luminosa si trova sulla bisettrice dell'angolo specificato.

Soluzione. Disegniamo un'immagine che spieghi la condizione del problema:

• la sorgente luminosa S si trova sulla bisettrice dell'angolo tra gli specchi;
• il primo specchio (verticale) Z1 forma un'immagine S 1;
• il secondo specchio (orizzontale) Z2 forma un'immagine S 2 ;
• la continuazione del primo specchio forma l'immagine della fonte immaginaria S 2 e la continuazione del secondo specchio - la fonte immaginaria S 1; queste immagini corrispondono e danno S 3.

Il numero di immagini della sorgente luminosa posta sulla bisettrice dell'angolo tra gli specchi è determinato dalla formula

N = 2 π γ - 1 ,

dove γ è l'angolo tra gli specchi (in radianti), γ = π/2.

Il numero di immagini è

N = 2 π π / 2 - 1 = 3 .

Il percorso di un raggio di luce in una piastra piano-parallela

Il corso del raggio di luce in piastra piano-parallela dipende dalle proprietà ottiche del mezzo in cui si trova la lastra.

1. Il corso di un raggio di luce in una piastra parallela al piano situata in un mezzo otticamente omogeneo(su entrambi i lati della lastra, l'indice di rifrazione del mezzo è lo stesso), è mostrato in fig. 11.12.

Un raggio luminoso incidente su una piastra piano-parallela ad un certo angolo i 1 dopo aver attraversato la piastra piano-parallela:

• lo lascia con la stessa angolazione:

io 3 = io 1 ;

• è spostato di x dalla direzione originale (linea tratteggiata in Fig. 11.12).

2. Il corso di un raggio di luce in una piastra parallela al piano situata al confine di due ambienti(su entrambi i lati della lastra, gli indici di rifrazione dei media sono diversi), è mostrato in Fig. 13.11 e 14.11.

Riso. 11.13

Riso. 11.14

Il raggio di luce dopo aver attraversato la piastra piano-parallela esce dalla piastra con un angolo diverso dall'angolo della sua incidenza sulla piastra:

• se l'indice di rifrazione del mezzo dietro la lastra è minore dell'indice di rifrazione del mezzo davanti alla lastra (n 3< n 1), то:

io 3 > io 1 ,

quelli. il raggio esce con un angolo maggiore (vedi Fig. 11.13);

• se l'indice di rifrazione del mezzo dietro la lastra è maggiore dell'indice di rifrazione del mezzo davanti alla lastra (n 3 > n 1), allora:

io 3< i 1 ,

quelli. il raggio esce con un angolo minore (vedi Fig. 11.14).

Spostamento del raggio - la lunghezza della perpendicolare tra il raggio che lascia la piastra e la continuazione del raggio incidente sulla piastra piano-parallela.

Lo spostamento del raggio all'uscita da una piastra piano-parallela situata in un mezzo otticamente omogeneo (vedi Fig. 11.12) è calcolato dalla formula

dove d è lo spessore della piastra piano-parallela; i 1 - l'angolo di incidenza del raggio su una piastra piana parallela; n è l'indice di rifrazione relativo del materiale della lastra (relativo al mezzo in cui è posta la lastra), n = n 2 /n 1; n 1 è l'indice di rifrazione assoluto del mezzo; n 2 è l'indice di rifrazione assoluto del materiale della lastra.

Riso. 11.12

Lo spostamento della trave quando lascia la piastra piano-parallela può essere calcolato utilizzando il seguente algoritmo (Fig. 11.15):

1) calcola x 1 dal triangolo ABCusando la legge di rifrazione della luce:

dove n 1 è l'indice di rifrazione assoluto del mezzo in cui è posta la lastra; n 2 - indice di rifrazione assoluto del materiale della lastra;

2) calcola x 2 dal triangolo ABD ;

3) calcola la loro differenza:

Δx \u003d x 2 - x 1;

4) lo spostamento si trova con la formula

x = Δx  cos i 1 .

Tempo di propagazione del raggio luminoso in una piastra piano-parallela (Fig. 11.15) è determinato dalla formula

dove S è il percorso percorso dalla luce, S = | LA C | ; v è la velocità di propagazione del raggio luminoso nel materiale della lastra, v = c/n; c è la velocità della luce nel vuoto, c ≈ 3 ⋅ 10 8 m/s; n è l'indice di rifrazione del materiale della lastra.

Il percorso percorso dal raggio di luce nella lastra è correlato al suo spessore dall'espressione

S = d  cos i 2 ,

dove d è lo spessore della piastra; i 2 - l'angolo di rifrazione del raggio di luce nella piastra.

Esempio 9. L'angolo di incidenza di un raggio luminoso su una piastra piano-parallela è di 60°. La lastra ha uno spessore di 5,19 cm ed è realizzata in un materiale con un indice di rifrazione di 1,73. Trova lo spostamento del raggio all'uscita dalla piastra piano-parallela se è nell'aria.

Soluzione. Facciamo un disegno in cui mostriamo il percorso di un raggio di luce in un piatto piano-parallelo:

• un raggio di luce cade su una piastra piano-parallela con un angolo i 1 ;
• all'interfaccia tra l'aria e la piastra, il raggio viene rifratto; l'angolo di rifrazione del raggio luminoso è pari a i 2 ;
• all'interfaccia tra la piastra e l'aria, il raggio viene nuovamente rifratto; l'angolo di rifrazione è i 1 .

La piastra specificata è nell'aria, ad es. su entrambi i lati della lastra, il mezzo (aria) ha lo stesso indice di rifrazione; pertanto, per calcolare lo spostamento della trave, è possibile applicare la formula

x = d sin io 1 (1 - 1 - sin 2 io 1 n 2 - sin 2 io 1) ,

dove d è lo spessore della lastra, d = 5,19 cm; n è l'indice di rifrazione del materiale della lastra rispetto all'aria, n = 1,73; i 1 - angolo di incidenza della luce sulla lastra, i 1 = 60°.

I calcoli danno il risultato:

x = 5,19 ⋅ 10 − 2 ⋅ 3 2 (1 − 1 − (3/2) 2 (1,73) 2 − (3/2) 2) = 3,00 ⋅ 10 − 2 m = 3,00 cm.

Lo spostamento del raggio di luce all'uscita dalla piastra piano-parallela è di 3 cm.

Il percorso di un raggio di luce in un prisma

Il percorso di un raggio di luce in un prisma è mostrato in fig. 11.16.

I bordi di un prisma attraverso i quali passa un raggio di luce sono chiamati rifrattivi. Si chiama l'angolo tra le facce rifrangenti di un prisma angolo di rifrazione prismi.

Il raggio di luce dopo aver attraversato il prisma viene deviato; si chiama l'angolo tra il raggio che esce dal prisma e il raggio che entra nel prisma angolo di deflessione del raggio prisma.

L'angolo di deflessione del raggio da parte del prisma φ (vedi Fig. 11.16) è l'angolo tra le continuazioni dei raggi I e II - nella figura sono indicati da una linea tratteggiata e un simbolo (I), così come una linea tratteggiata e un simbolo (II).

1. Se il raggio luminoso cade sulla faccia rifrangente del prisma ad un angolo arbitrario, quindi l'angolo di deflessione del raggio da parte del prisma è determinato dalla formula

φ = io 1 + io 2 - θ,

dove i 1 è l'angolo di incidenza del raggio sulla faccia rifrattiva del prisma (l'angolo tra il raggio e la perpendicolare alla faccia rifrattiva del prisma nel punto di incidenza del raggio); i 2 - l'angolo dell'uscita del raggio dal prisma (l'angolo tra il raggio e la perpendicolare alla faccia del prisma nel punto di uscita del raggio); θ è l'angolo di rifrazione del prisma.

2. Se il raggio luminoso cade sulla faccia rifrangente del prisma con un piccolo angolo (praticamente perpendicolare faccia rifrattiva del prisma), quindi l'angolo di deflessione del raggio dal prisma è determinato dalla formula

φ = θ(n − 1),

dove θ è l'angolo di rifrazione del prisma; n è l'indice di rifrazione relativo del materiale del prisma (relativo al mezzo in cui è posto questo prisma), n = n 2 /n 1; n 1 è l'indice di rifrazione del mezzo, n 2 è l'indice di rifrazione del materiale del prisma.

A causa del fenomeno della dispersione (la dipendenza dell'indice di rifrazione dalla frequenza della radiazione luminosa), il prisma decompone la luce bianca in uno spettro (Fig. 11.17).

Riso. 11.17

Raggi di diversi colori (diverse frequenze o lunghezze d'onda) vengono deviati da un prisma in modi diversi. Quando dispersione normale(l'indice di rifrazione del materiale è maggiore, maggiore è la frequenza della radiazione luminosa) il prisma devia maggiormente i raggi viola; meno rosso.

Esempio 10 Un prisma di vetro realizzato con un materiale con un indice di rifrazione di 1,2 ha un angolo di rifrazione di 46° ed è in aria. Un raggio di luce incidente dall'aria su una faccia rifrangente di un prisma con un angolo di 30°. Trova l'angolo di deflessione del raggio rispetto al prisma.

Soluzione. Facciamo un disegno in cui mostriamo il percorso di un raggio di luce in un prisma:

• il raggio luminoso cade dall'aria con un angolo i 1 = 30° rispetto alla prima faccia rifrattiva del prisma e viene rifratto con un angolo i 2 ;
• il raggio luminoso cade con un angolo i 3 sulla seconda faccia rifrattiva del prisma e viene rifratto con un angolo i 4 .

L'angolo di deflessione del raggio da parte del prisma è determinato dalla formula

φ = io 1 + io 4 - θ,

dove θ è l'angolo di rifrazione del prisma, θ = 46°.

Per calcolare l'angolo di deflessione di un raggio di luce da parte di un prisma, è necessario calcolare l'angolo di uscita del raggio dal prisma.

Usiamo la legge della rifrazione della luce per la prima faccia rifrangente

n 1  peccato i 1 = n 2  peccato i 2 ,

dove n 1 è l'indice di rifrazione dell'aria, n 1 = 1; n 2 è l'indice di rifrazione del materiale del prisma, n 2 = 1,2.

Calcolare l'angolo di rifrazione i 2:

i 2 = arcsin (n 1  sin i 1 /n 2) = arcsin(sin 30°/1.2) = arcsin(0.4167);

i2 ≈ 25°.

Dal triangolo ABC

α + β + θ = 180°,

dove α = 90° − io 2 ; β = 90° - io 3 ; i 3 - angolo di incidenza del raggio luminoso sulla seconda faccia rifrattiva del prisma.

Quindi ne consegue che

io 3 = θ - io 2 ≈ 46° - 25° = 21°.

Usiamo la legge della rifrazione della luce per la seconda faccia rifrangente

n 2  peccato i 3 = n 1  peccato i 4 ,

dove io 4 - angolo di uscita del raggio dal prisma.

Calcolare l'angolo di rifrazione i 4:

i 4 = arcsin (n 2  sin i 3 /n 1) = arcsin(1.2 ⋅ sin 21°/1.0) = arcsin(0.4301);

i4 ≈ 26°.

L'angolo di deflessione del raggio dal prisma è

φ = 30° + 26° − 46° = 10°.

trascrizione

1 IV Yakovlev Materiali di fisica MathUs.ru Lenti sottili. Il corso dei raggi Argomenti del codificatore USE: lenti, potere ottico della lente. Dai un'altra occhiata ai disegni delle lenti del foglio precedente: queste lenti hanno uno spessore notevole e una curvatura significativa dei loro bordi sferici. Abbiamo deliberatamente disegnato tali lenti in modo che i principali schemi del percorso dei raggi di luce si manifestino nel modo più chiaro possibile. Il concetto di lente sottile Ora che questi schemi sono abbastanza chiari, considereremo un'idealizzazione molto utile chiamata lente sottile. A titolo di esempio, in fig. 1 mostra una lente biconvessa; i punti 1 e 2 sono i centri delle sue superfici sferiche 1, R 1 e R 2 sono i raggi di curvatura di queste superfici. R 1 R2 Quindi, una lente è considerata sottile se il suo spessore MN è molto piccolo. È vero, è necessario chiarire: piccolo rispetto a cosa? 1 M N In primo luogo, si presume che MN R 2 1 e MN R 2. Quindi le superfici della lente, sebbene convesse, possono essere percepite come "quasi piatte". Questo fatto tornerà utile molto presto. Riso. 1. Alla definizione di lente sottile In secondo luogo, M N a, dove a è la distanza caratteristica dalla lente all'oggetto che ci interessa. In realtà, solo in questo caso potremo parlare correttamente di “distanza dall'oggetto all'obiettivo”, senza specificare in quale punto dell'obiettivo viene portata proprio questa distanza. Abbiamo definito una lente sottile con la lente biconvessa in Fig. 1. Questa definizione viene trasferita senza alcuna modifica a tutti gli altri tipi di lenti. Quindi: una lente è sottile se lo spessore della lente è molto inferiore ai raggi di curvatura dei suoi confini sferici e alla distanza dalla lente all'oggetto. Il simbolo di una sottile lente convergente è mostrato in fig. 2. Fig. 2. Designazione di una sottile lente convergente Il simbolo di una sottile lente divergente è mostrato in Fig. Ricordiamo che la linea retta 1 2 è chiamata l'asse ottico principale della lente. 1

2 fig. 3. Designazione di una sottile lente divergente In ogni caso, la linea retta è l'asse ottico principale della lente e i punti stessi sono i suoi fuochi. Entrambi i fuochi di una lente sottile si trovano simmetricamente rispetto alla lente. Centro ottico e piano focale I punti M e N segnati nelle Figg. 1, per una lente sottile, in realtà si fondono in un punto. Questo è il punto in Fig. 2 e 3, detto centro ottico della lente. Il centro ottico si trova all'intersezione della lente con il suo asse ottico principale. La distanza dal centro ottico al fuoco è chiamata lunghezza focale dell'obiettivo. Indicheremo la lunghezza focale con la lettera f. Il valore D, il reciproco della lunghezza focale, è il potere ottico della lente: D = 1 f. La potenza ottica è misurata in diottrie (D). Quindi, se la lunghezza focale dell'obiettivo è di 25 cm, la sua potenza ottica è: D = 1 0,25 = 4 diottrie. Continuiamo a introdurre nuovi concetti. Ogni retta passante per il centro ottico della lente e diversa dall'asse ottico principale è chiamata asse ottico secondario. Sulla fig. La Fig. 4 mostra l'asse ottico laterale dritto P. P (fuoco laterale) π (piano focale) 4. Asse ottico secondario, piano focale e fuoco secondario Il piano π passante per il fuoco perpendicolare all'asse ottico principale è detto piano focale. Il piano focale è quindi parallelo al piano della lente. Avendo due fuochi, l'obiettivo ha di conseguenza due piani focali situati simmetricamente rispetto all'obiettivo. Il punto P in cui l'asse ottico secondario interseca il piano focale è detto fuoco secondario. In realtà, ogni punto del piano focale (tranne) è un secondario 2

3 focus, dopotutto, possiamo sempre disegnare un asse ottico laterale collegando questo punto con il centro ottico dell'obiettivo. E il punto focale dell'obiettivo a questo proposito è anche chiamato fuoco principale. Cosa c'è nella fig. 4 mostra una lente convergente, non ha alcun ruolo. I concetti di asse ottico secondario, piano focale e fuoco secondario sono definiti esattamente allo stesso modo per una lente divergente con una sostituzione in Fig. 4 lenti convergenti per divergente. Passiamo ora alla considerazione del percorso dei raggi nelle lenti sottili. Supponiamo che i raggi siano parassiali, cioè formino angoli sufficientemente piccoli con l'asse ottico principale. Se i raggi parassiali provengono da un punto, dopo aver attraversato la lente, anche i raggi rifratti o le loro continuazioni si intersecano in un punto. Pertanto, le immagini degli oggetti date dalla lente nei raggi parassiali sono molto chiare. Percorso del raggio attraverso il centro ottico Come sappiamo dalla sezione precedente, un raggio che viaggia lungo l'asse ottico principale non viene rifratto. Nel caso di una lente sottile, risulta che anche il raggio che viaggia lungo l'asse ottico secondario non viene rifratto! Questo può essere spiegato come segue. Vicino al centro ottico, entrambe le superfici della lente sono indistinguibili dai piani paralleli, e il raggio in questo caso passa come attraverso una lastra di vetro piano-parallela (Fig. 5). C D B A Fig. 5. Il percorso del raggio attraverso il centro ottico della lente L'angolo di rifrazione del raggio AB è uguale all'angolo di incidenza del raggio rifratto BC sulla seconda superficie. Pertanto, il secondo raggio rifratto CD lascia la piastra piano-parallela parallela al raggio incidente AB. Una piastra piano-parallela sposta solo la trave senza cambiarne la direzione, e questo spostamento è minore, minore è lo spessore della piastra. Ma per una lente sottile, possiamo presumere che questo spessore sia zero. Allora i punti B e C si fondono effettivamente in un punto, e il raggio CD risulta essere solo un'estensione del raggio AB. Ecco perché risulta che il raggio che viaggia lungo l'asse ottico secondario non viene rifratto da una lente sottile (Fig. 6). Riso. 6. Un raggio che passa attraverso il centro ottico di una lente sottile non viene rifratto 3

4 Questa è l'unica proprietà comune delle lenti convergenti e divergenti. Altrimenti, il percorso dei raggi in essi risulta essere diverso, e inoltre dovremo considerare separatamente le lenti convergenti e divergenti. L'andamento dei raggi in una lente convergente Come ricordiamo, una lente convergente è detta così perché il raggio luminoso, parallelo all'asse ottico principale, dopo essere passato attraverso la lente, viene raccolto nel suo fuoco principale (Fig. 7). Riso. Fig. 7. Un raggio parallelo viene raccolto nel fuoco principale Usando la reversibilità dei raggi di luce, arriviamo alla seguente conclusione: se una sorgente puntiforme di luce si trova nel fuoco principale di una lente convergente, allora un raggio di luce sarà ottenuto all'uscita della lente, parallela all'asse ottico principale (Fig. 8). Riso. 8. Rifrazione di un raggio proveniente dal fuoco principale Risulta che anche un raggio di raggi paralleli che cadono obliquamente su una lente convergente verrà raccolto nel fuoco, ma in quello secondario. Questo fuoco laterale P corrisponde al raggio che attraversa il centro ottico della lente e non viene rifratto (Fig. 9). P fig. 9. Un raggio parallelo è raccolto in un fuoco secondario Ora possiamo formulare le regole per il percorso dei raggi in una lente convergente. Queste regole derivano dalle figure 6-9, 1. Il raggio che passa attraverso il centro ottico della lente non viene rifratto. 4

5 2. Un raggio parallelo all'asse ottico principale della lente, dopo la rifrazione, attraverserà il fuoco principale (Fig. 10). Riso. 10. Regola 2 3. Se il raggio cade obliquamente sulla lente, quindi per costruire il suo ulteriore percorso, disegniamo un asse ottico laterale parallelo a questo raggio e troviamo il fuoco laterale corrispondente. È attraverso questo fuoco laterale che passerà il raggio rifratto (Fig. 11). Riso. 11. Regola 3 In particolare, se il raggio incidente passa attraverso il fuoco dell'obiettivo, dopo la rifrazione andrà parallelo all'asse ottico principale. Il percorso dei raggi nella lente divergente Passiamo alla lente divergente. Converte un raggio di luce parallelo all'asse ottico principale in un raggio divergente, come se emergesse dal fuoco principale (Fig. 12). Riso. 12. Diffusione di un raggio parallelo Osservando questo raggio divergente, vedremo un punto luminoso situato al fuoco dietro la lente. Se un raggio parallelo cade obliquamente sulla lente, dopo la rifrazione diventerà anche divergente. Le continuazioni dei raggi del fascio divergente saranno raccolte nel fuoco secondario P, corrispondente al fascio che passa per il centro ottico della lente e non viene rifratto (Fig. 13). 5

6P fig. 13. Diffusione di un raggio parallelo obliquo Questo raggio divergente ci darà l'illusione di un punto luminoso situato nel fuoco secondario P dietro la lente. Ora siamo pronti a formulare le regole per il percorso dei raggi in una lente divergente. Queste regole seguono dalle figure 6, 12 e il raggio che passa attraverso il centro ottico della lente non viene rifratto. 2. Un raggio che corre parallelo all'asse ottico principale della lente, dopo la rifrazione, inizierà ad allontanarsi dall'asse ottico principale; in questo caso la continuazione del raggio rifratto passerà per il fuoco principale (Fig. 14). Riso. 14. Regola 2 3. Se il raggio cade obliquamente sulla lente, allora tracciamo un asse ottico secondario parallelo a questo raggio e troviamo il fuoco secondario corrispondente. Il raggio rifratto andrà come se provenisse da questo fuoco laterale (Fig. 15). Riso. 15. Regola 3 Usando le regole del percorso dei raggi 1 3 per una lente convergente e divergente, impareremo ora la cosa più importante per costruire immagini di oggetti date da lenti. 6

IV Yakovlev Materiali di fisica MathUs.ru Argomenti del codificatore USE: lenti. Lenti a contatto. Percorso del raggio La rifrazione della luce è ampiamente utilizzata in vari strumenti ottici: macchine fotografiche, binocoli, telescopi, microscopi...

Lo scopo del lavoro: studiare metodi per determinare le lunghezze focali di una lente convergente e divergente. Strumenti e accessori: banco ottico, lenti convergenti e divergenti, lampada ad incandescenza, diaframma a fessura

Attività di laboratorio DETERMINAZIONE DELLE DISTANZE FOCALI DI UNA LENTE CONVERSA E DIVERSA Introduzione teorica Per descrivere la propagazione e l'interazione della radiazione elettromagnetica con la materia, utilizzare

Concetti basilari. Una lente è un corpo trasparente delimitato su entrambi i lati da una superficie curva. La lente può essere convergente o divergente. Retta passante per i centri di curvatura delle superfici

La distanza dall'obiettivo all'immagine effettiva dell'oggetto è n = 0,5 volte la lunghezza focale dell'obiettivo. Trova l'ingrandimento G con cui è raffigurato l'oggetto .. La distanza dall'oggetto alla raccolta

OTTICA GEOMETRICA 1. Una persona con un'altezza h = 1,8 m si trova a una distanza l = 6 m da un pilastro con un'altezza H = 7 m A quale distanza s da sé una persona dovrebbe mettere orizzontalmente un piccolo specchio,

Compiti dell'esame di stato unificato sull'argomento "Ottica geometrica" ​​A 22. È stata avanzata l'ipotesi che la dimensione dell'immagine immaginaria di un oggetto creata da una lente divergente dipenda dalla potenza ottica della lente. Hai bisogno di sperimentazione

OTTICA GEOMETRICA Molti semplici fenomeni ottici, come la comparsa di ombre e la formazione di immagini in strumenti ottici, possono essere spiegati sulla base delle leggi della geometria

Introduzione alle attività di laboratorio sull'ottica L'ottica è una branca della fisica che studia le proprietà e la natura fisica della luce, i fenomeni legati alla propagazione della luce e alla sua interazione con la materia.

IT FILATOV FISICA 8 Manuale sperimentale Parte 3 Fenomeni luminosi MOSCA VSMF "AVANGARD" 2001 INDICE Linee guida 4 1. Luce. L'azione del mondo. Fonti di luce. Velocità della luce 9 2.

LEGGI DELLE LENTI SOTTILI DELL'OTTICA GEOMETRICA FS Nasredinov, TA Khrushcheva, KF Shtelmakh SCOPO DEL LAVORO: determinare la lunghezza focale di sottili lenti convergenti e divergenti con vari metodi. COMPITI: 1.

Esame. Coordinate del raggio. Matrice di traduzione. Matrice di rifrazione ad un bordo sferico. L'equazione di traslazione dei raggi e l'equazione di rifrazione dei raggi su un confine sferico possono essere espresse in termini dei seguenti parametri

Ottica L'ottica è una branca della fisica che studia le leggi dei fenomeni luminosi, la natura della luce e la sua interazione con la materia. Un raggio di luce è una linea lungo la quale viaggia la luce. Legge

009-00 anno accademico 5, classe Fisica Ottica geometrica 8 Lenti sottili Applichiamo il metodo sviluppato per studiare le proprietà delle lenti ottiche Da un punto C arbitrario tracciare una superficie sferica di raggio

Ottica. Lezione 2 La legge di rifrazione della luce. Riflessione interna totale Al limite di due mezzi, la luce cambia la direzione della sua propagazione. Parte dell'energia luminosa ritorna al primo mezzo, cioè in corso

Esame Polarizzatori basati su prismi Nicol e Wollaston Nicol sono realizzati da un cristallo naturale di longarone islandese, che ha la forma di un romboedro:

COMPITO INDIVIDUALE N 5 Ottica geometrica 1.1. Un raggio di luce cade su una lastra di vetro piano-parallela spessa 1 cm con un angolo di 60°. L'indice di rifrazione del vetro è 1,73. Parte della luce viene riflessa

L'imaging produce una lente sottile. Formula a lente sottile Immagine di un punto luminoso. Qualsiasi oggetto può essere rappresentato come un insieme di punti. Ogni punto dell'oggetto si illumina da solo o riflesso

IV Yakovlev Materiali di fisica MathUs.ru Ottica geometrica Questo manuale è scritto per gli alunni di 8-11 gradi. Tratta i seguenti argomenti dell'esame di Stato Unificato di Fisica: Rettilineo

Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa Agenzia federale per l'istruzione Università tecnica statale di Saratov

Lavoro di laboratorio 15 Determinazione delle lunghezze focali delle lenti convergenti e divergenti Lo scopo del lavoro: determinare i fuochi principali ei punti principali delle lenti. Qualsiasi sistema ottico (lenti costituite da diversi

OTTICA DEGLI SPECCHI SFERICI Erofeeva GI, Petrov KA, Razvina TI, Razvin Yu.V. Il curriculum di fisica per le classi (livello avanzato) nella sezione "Ottica" comprende gli argomenti delle lezioni sulla familiarizzazione e

Risoluzione di problemi su lenti sottili A. CHERNOUTSAN STUDIO PRATICO DEL RICORRENTE di una lente convergente, o divergente dal fuoco che si trova davanti alla lente nel caso di una lente divergente. c) Enunciato inverso: il raggio che passa attraverso la lente

Argomento: Lezione 42 La legge del riflesso della luce. Riflessione speculare e diffusa. Specchi piani e sferici. Formula dello specchio sferico. Costruzione di immagini negli specchi. La legge della riflessione della luce. raggio cadente,

IV Yakovlev Company "Il tuo tutor" Ottica geometrica Questo manuale è scritto per gli studenti delle classi 8-11. Copre i seguenti argomenti dell'Esame di Stato Unificato in Fisica: Propagazione rettilinea

Lavoro di laboratorio 5. MODELLAZIONE DI SISTEMI OTTICI 5... Lo scopo del lavoro Lo scopo del lavoro è familiarizzare con la costruzione di un'immagine in una lente sottile e un microscopio e controllare la formula dell'ingrandimento del microscopio.

MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA RUSSIA Istituto di istruzione di bilancio statale federale per l'istruzione professionale superiore "Ukhta State Technical University" (USTU) 51 Studio della rifrazione

Fisica grado 8 base Banca di compiti "Ottica" 1. Quale delle seguenti non è una fonte di luce? Sole Luna Fulmine Lucciola 5) Lampadina 2. Perché i raggi si disperdono in diversi

Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa Istituto di istruzione di bilancio statale federale per l'istruzione professionale superiore "Università pedagogica statale di Tula"

Esame Piano focale di una lente Lunghezza focale Messa a fuoco Piano focale di una lente piano coniugato al piano all'infinito Lunghezza focale coordinata del piano focale rispetto a

Argomento 9 Ottica L'ottica è una branca della fisica che studia le proprietà e la natura fisica della luce, così come la sua interazione con la materia. La dottrina della luce è solitamente divisa in tre parti: ottica geometrica o a raggi,

96 OTTICA GEOMETRICA Compito 1. Scegli la risposta corretta: 1. La prova della propagazione rettilinea della luce è, in particolare, il fenomeno ... a) interferenza della luce; b) formazione dell'ombra; c) diffrazione

Opzione 1 1. Calcola a quale angolo il raggio di luce devierà dalla sua direzione originale quando passa dall'aria al vetro, se l'angolo di incidenza è 25. 2. A quale distanza dalla lente con una focale

OTTICA ED A Lavoro di laboratorio 9 DETERMINAZIONE DELLE LENTI FOCALI Scopo del lavoro. Familiarizzazione con i sistemi ottici più semplici e determinazione della lunghezza focale di una lente convergente e divergente.

Nurusheva Marina Borisovna Senior Lecturer, Department of Physics 023 National Research Nuclear University MEPhI Fondamenti di ottica geometrica L'ottica geometrica è una branca dell'ottica che studia le leggi della propagazione della luce in trasparente

Prova di fisica Fenomeni luminosi grado 8 1 opzione 1. La sorgente luminosa dovrebbe essere puntiforme o estesa in modo che ci sia ombra e ombra parziale dietro l'oggetto che illumina? 1) Punto 2) Esteso 3) Qualsiasi 2. Quando

TSC 8.3.31 Lenti 1. Una lente è chiamata 1) un corpo trasparente con superfici lisce su entrambi i lati 2) un corpo i cui lati sono levigati e arrotondati 3) un corpo trasparente limitato da lati che rappresentano

OTTICA GEOMETRICA. Determinazione delle lunghezze focali delle lenti. Lo scopo del lavoro: conoscere i metodi per determinare le lunghezze focali degli obiettivi. Determinare le lunghezze focali delle lenti convergenti e divergenti con il metodo

Agenzia federale per l'educazione della Federazione Russa Università tecnica statale di Ukhta 5 Studio della rifrazione della luce nelle lenti Linee guida per il lavoro di laboratorio per studenti di tutte le specialità

Opzione 1 1. Determinare l'indice di rifrazione assoluto della sostanza se l'angolo di riflessione interna totale è 30. 2. Qual è la velocità della luce nel diamante? 3. Una pietra che giace sul fondo dello stagno,

MINISTERO DELL'ISTRUZIONE E DELLA SCIENZA DELLA RUSSIA Istituto di istruzione di bilancio statale federale per l'istruzione professionale superiore "Ukhta State Technical University" (USTU) 54 Dimensionamento

Banca approssimativa di compiti fisica (base) grado 11 parte 2 Ottica 1. La figura mostra un raggio di luce incidente su una superficie a specchio. Quale degli angoli è l'angolo di incidenza? 1) 2 2) 1 3) 3 2.

Teoria geometrica delle immagini ottiche Se un fascio di raggi luminosi emanati da un qualsiasi punto A, a seguito di riflessioni, rifrazioni o curvature in un mezzo disomogeneo, converge nel punto A, allora A

Capitolo 3 OTTICA GEOMETRICA 3.1. PROPAGAZIONE RETTILINEA E RIFLESSIONE DELLA LUCE L'ottica geometrica è una delle branche più antiche della fisica. Prime leggi ottiche propagazione rettilinea e riflessione

LAVORO DI LABORATORIO 3 DETERMINAZIONE DELLE DISTANZE FOCALI DELLE LENTI MEDIANTE IL METODO DI BESSEL Scopo del lavoro: studiare le leggi dell'ottica geometrica, determinare la lunghezza focale delle lenti. Dispositivi e accessori: banco ottico,

PREPARAZIONE per OGE PART FENOMENI DI LUCE Un raggio di luce cade su uno specchio piatto. L'angolo tra il raggio incidente e il raggio riflesso è stato aumentato di 30°. Come è cambiato l'angolo tra lo specchio e il raggio riflesso? 2. Cosa è uguale a

Esame. Immagine di una sorgente luminosa puntiforme. Piani associati. Formula per lenti sottili (continua). nn Φ= +. L L Al posto delle distanze L e L introduciamo le coordinate dei piani coniugati della lente

Ottica geometrica 1. Il raggio di luce esce dal vetro nell'aria (vedi figura). Cosa succede in questo caso con la frequenza delle oscillazioni elettromagnetiche in un'onda luminosa, la velocità della loro propagazione, la lunghezza d'onda?

Dolgushin A. N. "Workshop per la risoluzione di problemi fisici" Sezione 4 "Ottica geometrica" ​​"Propagazione rettilinea della luce. Riflessione della luce” Compito 1. “L'altezza di un oggetto misurando la sua ombra”. Lunghezza dell'ombra

OTTICA La luce è un'onda elettromagnetica, ma la propagazione, la riflessione e la rifrazione della luce sono in molti casi descritte in termini di raggi luminosi utilizzando

Lavoro di laboratorio Determinazione delle lunghezze focali delle lenti Lo scopo del lavoro: determinare le lunghezze focali e le potenze ottiche delle lenti convergenti e divergenti. Attrezzatura: illuminatore, lastra di vetro con un'immagine

Ottica geometrica Svantaggi in condizioni: Opzione 4 compito 2: angolo 30, larghezza del raggio 20 cm, indice di rifrazione del vetro 1,5, risposta 26 cm Opzione 7 compito 2: indice di rifrazione dell'acqua 1,33 compito

Domande di controllo. Una sfera illuminata da una sorgente luminosa puntiforme proietta un'ombra sullo schermo. Il diametro della palla è inferiore al diametro della sua ombra a volte. La distanza dalla sorgente alla palla è inferiore alla distanza dalla palla

Lavoro 8 DETERMINAZIONE DELLA LUNGHEZZA FOCALE DI UNA LENTE CONVERSA E DIVERSA Scopo del lavoro: determinazione della lunghezza focale delle lenti usando la formula della lente Introduzione Una lente è un corpo trasparente limitato

I. V. Yakovlev Materiali di fisica MathUs.ru Obiettivo e specchio Problema 1. (MIPT, 2001) Utilizzando una lente positiva, è stata ottenuta sullo schermo un'immagine di un perno situato perpendicolarmente alla lente ottica principale

OTTICA GEOMETRICA La luce è la gamma (da 390 nm a 760 nm) delle vibrazioni elettromagnetiche percepite dal nostro occhio. La velocità della luce nel vuoto è una costante universale e non dipende dalla frequenza c, C =

Ottica L'ottica è una branca della fisica che studia i fenomeni e le leggi associate all'emergere, alla propagazione e all'interazione delle onde elettromagnetiche luminose (390 nm λ 750 nm). Geometrico

Ministero dell'Istruzione e della Scienza della Federazione Russa Istituto di Fisica e Tecnologia di Mosca (Università Statale) Scuola di Fisica e Tecnologia per Corrispondenza FISICA Lenti sottili Compito 5 per l'ottavo anno

Università pedagogica statale di Yaroslavl. KD Ushinsky Lavoro di laboratorio 9 Misurazione delle lunghezze focali principali di lenti sottili. Svantaggi delle lenti Yaroslavl 00 Indice. Domande per

Lo scopo del lavoro Determinazione sperimentale della lunghezza focale delle lenti convergenti e divergenti con vari metodi; studio delle aberrazioni sferiche e cromatiche delle lenti. Idea dell'esperimento Sistema ottico,

Domande del test 1. Il principio di Fermat ammette l'esistenza di diversi percorsi lungo i quali un raggio di luce si propaga da una sorgente puntiforme S a un ricevitore? Considera i casi in cui i raggi passano:

IV Yakovlev Materiali di fisica MathUs.ru Occhio umano Argomenti del codificatore USE: l'occhio come sistema ottico. L'occhio è un sistema ottico incredibilmente complesso e perfetto creato dalla natura. Ora ci siamo

7. Lenti Applichiamo la tecnica da noi sviluppata per studiare le proprietà delle lenti ottiche. Sia x l'asse ottico principale del sistema considerato (Fig. 7.). Considereremo l'angolo acuto tra il raggio ottico

IV Yakovlev Materiali fisici MathUs.ru Interferenza della luce Problema 1. Un raggio laser con una lunghezza d'onda λ viene diviso in due. Un raggio passa attraverso una pellicola trasparente di spessore d 1 con un indice di rifrazione

1) L'immagine può essere immaginario O valido. Se l'immagine è formata dai raggi stessi (cioè l'energia luminosa entra in un dato punto), allora è reale, ma se non dai raggi stessi, ma dalle loro continuazioni, allora dicono che l'immagine è immaginaria (l'energia luminosa non non inserire il punto dato).

2) Se la parte superiore e inferiore dell'immagine sono orientate in modo simile all'oggetto stesso, viene chiamata l'immagine diretto. Se l'immagine è capovolta, viene chiamata rovescio (invertito).

3) L'immagine è caratterizzata dalle dimensioni acquisite: ingrandita, ridotta, uguale.

Immagine in uno specchio piatto

L'immagine in uno specchio piatto è immaginaria, diritta, di dimensioni uguali all'oggetto, situata dietro lo specchio alla stessa distanza dell'oggetto davanti allo specchio.

lenti a contatto

La lente è un corpo trasparente delimitato su entrambi i lati da superfici curve.

Esistono sei tipi di lenti.

Raccolta: 1 - biconvesso, 2 - piatto-convesso, 3 - convesso-concavo. Scattering: 4 - biconcavo; 5 - piano-concavo; 6 - concavo-convesso.

lente convergente

lente divergente

Caratteristiche della lente.

N.N- l'asse ottico principale - una linea retta che passa attraverso i centri delle superfici sferiche che limitano l'obiettivo;

O- centro ottico - un punto che, per le lenti biconvesse o biconcave (con gli stessi raggi superficiali), si trova sull'asse ottico all'interno della lente (nel suo centro);

F- il fuoco principale dell'obiettivo - il punto in cui viene raccolto un raggio di luce, che si propaga parallelamente all'asse ottico principale;

DI- lunghezza focale;

N"N"- asse laterale della lente;

F"- messa a fuoco laterale;

Piano focale - un piano passante per il fuoco principale perpendicolare all'asse ottico principale.

Il percorso dei raggi nell'obiettivo.

Il raggio che passa attraverso il centro ottico della lente (O) non subisce rifrazione.

Un raggio parallelo all'asse ottico principale, dopo la rifrazione, passa attraverso il fuoco principale (F).

Il raggio che passa attraverso il fuoco principale (F), dopo la rifrazione, va parallelo all'asse ottico principale.

Un raggio che corre parallelo all'asse ottico secondario (N"N") passa attraverso il fuoco secondario (F").

formula delle lenti

Quando si utilizza la formula dell'obiettivo, è necessario utilizzare correttamente la regola del segno: + F- lente convergente; -F- lente divergente; + d- l'oggetto è valido; -D- un oggetto immaginario; +f- l'immagine del soggetto è valida; -F- l'immagine dell'oggetto è immaginaria.

Viene chiamato il reciproco della lunghezza focale di una lente potenza ottica.

Ingrandimento trasversale- il rapporto tra la dimensione lineare dell'immagine e la dimensione lineare dell'oggetto.

I moderni dispositivi ottici utilizzano sistemi di lenti per migliorare la qualità dell'immagine. La potenza ottica di un sistema di lenti assemblate è uguale alla somma delle loro potenze ottiche.

1 - cornea; 2 - iride; 3 - albuginea (sclera); 4 - coroide; 5 - strato di pigmento; 6 - punto giallo; 7 - nervo ottico; 8 - retina; 9 - muscolo; 10 - legamenti della lente; 11 - lente; 12 - allievo.

L'obiettivo è un corpo simile a una lente e regola la nostra visione a diverse distanze. Nel sistema ottico dell'occhio, si chiama messa a fuoco di un'immagine sulla retina alloggio. Nell'uomo, l'accomodazione avviene a causa di un aumento della convessità del cristallino, effettuato con l'ausilio dei muscoli. Questo cambia la potenza ottica dell'occhio.

L'immagine di un oggetto che cade sulla retina è reale, ridotta, capovolta.

La distanza di visione migliore dovrebbe essere di circa 25 cm e il limite di visione (punto lontano) è all'infinito.

Miopia (miopia) Un difetto della vista in cui l'occhio vede sfocato e l'immagine è focalizzata davanti alla retina.

Ipermetropia (ipermetropia) Un difetto visivo in cui l'immagine è focalizzata dietro la retina.

Rifrazione della luce- cambiamento nella direzione di propagazione della radiazione ottica (luce) quando passa attraverso l'interfaccia tra due mezzi.

Leggi di rifrazione della luce:

1) Il raggio incidente, il raggio rifratto e la perpendicolare sollevata al punto di incidenza all'interfaccia tra due mezzi giacciono sullo stesso piano .

2) Il rapporto tra il seno dell'angolo di incidenza e il seno dell'angolo di rifrazione è un valore costante per una data coppia di mezzi. Questa costante è chiamata indice di rifrazione n 21 del secondo mezzo rispetto al primo:

L'indice di rifrazione relativo di due media è uguale al rapporto dei loro indici di rifrazione assoluti n 21 =n 2 /n 1

L'indice di rifrazione assoluto del mezzo è il valore n, pari al rapporto tra la velocità c delle onde elettromagnetiche nel vuoto e la loro velocità di fase v nel mezzo n=c/v

3) Un raggio di luce incidente sull'interfaccia di due mezzi perpendicolari alla superficie passa in un altro mezzo senza essere rifratto.

4) Il raggio incidente e quello rifratto sono reversibili: se il raggio incidente è diretto lungo il percorso del raggio rifratto, allora il raggio rifratto seguirà il percorso del raggio incidente.

Riflessione interna totale- riflessione della luce all'interfaccia di due sostanze trasparenti, non accompagnata da rifrazione. La riflessione interna totale si verifica quando un raggio di luce incide su una superficie che separa un dato mezzo da un altro, otticamente meno denso, quando l'angolo di incidenza è maggiore dell'angolo limite di rifrazione.

Il percorso dei raggi nell'obiettivo.

Una lente è un corpo trasparente delimitato da due superfici sferiche. Se lo spessore del

la lente è piccola rispetto ai raggi di curvatura delle superfici sferiche, allora si chiama lente magro.

Le lenti sono convergenti e divergenti. Assembramento Le lenti (positive) sono lenti che convertono un raggio di raggi paralleli in uno convergente. Dispersione Le lenti (negative) sono lenti che convertono un raggio di raggi paralleli in uno divergente. Le lenti il ​​cui centro è più spesso dei bordi convergono e quelle i cui bordi sono più spessi sono divergenti.

Viene chiamata una linea retta passante per i centri di curvatura O1 e O2 delle superfici sferiche asse ottico principale della lente. Nel caso di lenti sottili, possiamo assumere approssimativamente che l'asse ottico principale si intersechi con la lente in un punto, comunemente chiamato centro ottico della lente O. Un raggio di luce attraversa il centro ottico della lente senza deviare dalla sua direzione originaria. Vengono chiamate tutte le linee che passano per il centro ottico assi ottici laterali.

Se un raggio di raggi parallelo all'asse ottico principale è diretto verso l'obiettivo, dopo aver attraversato l'obiettivo i raggi (o la loro continuazione) si raccoglieranno in un punto F, che è chiamato il fuoco principale dell'obiettivo. Una lente sottile ha due fuochi principali situati simmetricamente sull'asse ottico principale rispetto alla lente. Le lenti convergenti hanno fuochi reali, le lenti divergenti hanno fuochi immaginari. Fasci di raggi paralleli a uno degli assi ottici laterali, dopo essere passati attraverso la lente, vengono focalizzati anche nel punto F ", che si trova all'intersezione dell'asse laterale con il piano focale Ф, cioè il piano perpendicolare a l'asse ottico principale e passante per il fuoco principale.La distanza tra il centro ottico della lente O e il fuoco principale F è chiamata lunghezza focale.È indicata dalla stessa lettera F.Per una lente convergente, si considera F > 0, per una lente divergente, F< 0.

Il valore D, il reciproco della lunghezza focale, è chiamato potere ottico della lente. L'unità di potenza ottica nel SI è la diottria (dptr).

Il percorso dei raggi nelle lenti

La proprietà principale delle lenti è la capacità di fornire immagini di oggetti. Le immagini sono verticali o capovolte, reali o immaginarie, ingrandite o ridotte.

La posizione dell'immagine e la sua natura possono essere determinate utilizzando costruzioni geometriche. Per fare ciò, utilizzare le proprietà di alcuni raggi standard (raggi notevoli), il cui corso è noto. Questi sono i raggi che passano attraverso il centro ottico o uno dei fuochi della lente, nonché i raggi paralleli all'asse ottico principale o secondario. Costruire un'immagine in una lente sottile:

1. Un raggio parallelo all'asse ottico principale passa attraverso il punto del fuoco principale.

2. Un raggio parallelo all'asse ottico secondario passa attraverso il fuoco secondario (un punto sull'asse ottico secondario).

3. Il raggio che passa attraverso il centro ottico della lente non viene rifratto.

4. L'immagine reale è l'intersezione dei raggi. Immagine immaginaria - intersezione delle estensioni dei raggi

lente convergente

1. Se il soggetto si trova dietro il doppio fuoco.

Per costruire un'immagine di un oggetto, devono essere proiettati due raggi. Il primo raggio passa dal punto superiore dell'oggetto parallelo all'asse ottico principale. Alla lente, il raggio viene rifratto e passa attraverso il punto focale. Il secondo raggio deve essere diretto dal punto superiore dell'oggetto attraverso il centro ottico della lente, passerà senza essere rifratto. All'intersezione di due raggi, mettiamo il punto A '. Questa sarà l'immagine del punto più alto del soggetto. L'immagine del punto inferiore dell'oggetto è costruita allo stesso modo. Come risultato della costruzione si ottiene un'immagine reale ridotta, invertita.

2. Se il soggetto si trova nel punto di doppia messa a fuoco.

Per la costruzione è necessario utilizzare due travi. Il primo raggio passa dal punto superiore dell'oggetto parallelo all'asse ottico principale. Alla lente, il raggio viene rifratto e passa attraverso il punto focale. Il secondo raggio deve essere diretto dal punto superiore dell'oggetto attraverso il centro ottico della lente; passerà attraverso la lente senza essere rifratto. All'intersezione di due raggi, mettiamo il punto A1. Questa sarà l'immagine del punto più alto del soggetto. L'immagine del punto inferiore dell'oggetto è costruita allo stesso modo. Come risultato della costruzione si ottiene un'immagine la cui altezza coincide con l'altezza dell'oggetto. L'immagine è capovolta e reale

3. Se il soggetto si trova nello spazio tra il fuoco e il doppio fuoco

Per la costruzione è necessario utilizzare due travi. Il primo raggio passa dal punto superiore dell'oggetto parallelo all'asse ottico principale. Alla lente, il raggio viene rifratto e passa attraverso il punto focale. Il secondo raggio deve essere diretto dalla parte superiore dell'oggetto attraverso il centro ottico della lente. Passa attraverso l'obiettivo senza essere rifratto. All'intersezione di due raggi, mettiamo il punto A '. Questa sarà l'immagine del punto più alto del soggetto. L'immagine del punto inferiore dell'oggetto è costruita allo stesso modo. Come risultato della costruzione, si ottiene un'immagine reale ingrandita, invertita.

lente divergente

L'oggetto è posto davanti alla lente divergente.

Per la costruzione è necessario utilizzare due travi. Il primo raggio passa dal punto superiore dell'oggetto parallelo all'asse ottico principale. Alla lente, il raggio viene rifratto in modo tale che la continuazione di questo raggio vada a fuoco. E il secondo raggio, che passa attraverso il centro ottico, interseca la continuazione del primo raggio nel punto A ', questa sarà l'immagine del punto superiore dell'oggetto Allo stesso modo, l'immagine del punto inferiore di l'oggetto è costruito. Il risultato è un'immagine lineare, ridotta, virtuale. Quando si sposta un oggetto rispetto a una lente divergente, si ottiene sempre un'immagine virtuale diretta, ridotta. Quando si sposta un oggetto rispetto a una lente divergente, si ottiene sempre un'immagine virtuale diretta, ridotta.

Anche la posizione dell'immagine e la sua natura (reale o immaginaria) possono essere calcolate utilizzando

formule per lenti sottili. Se la distanza dall'oggetto all'obiettivo è indicata con d e la distanza dall'obiettivo all'immagine è indicata con f, allora la formula della lente sottile può essere scritta come:

I valori d e f obbediscono anche a una certa regola dei segni: d > 0 e f > 0 - per oggetti reali

(cioè sorgenti luminose reali, non estensioni di raggi convergenti dietro una lente) e immagini; D< 0 и f < 0 – для мнимых источников и изображений.