Построение изображений в линзах

Построение изображений в линзах

Изображение точечного источника — это точка, в которой собираются лучи от источника, преломленные в линзе. Если после преломления лучи, идущие от источника, пересекаются в некоторой точке, то такое изображение называется действительным; если после преломления в линзе лучи расходятся, а пересека­ются их продолжения, то такое изображение называется мнимым.

Пусть точечный источник света помещен на главной оптической оси соби­
рающей линзы (рис. 6, а). Луч, идущий от источника вдоль главной оптиче­-
ской оси, не преломляется. Возьмем некоторый произвольный лучOA. Чтобы
найти, каким образом он преломляется, проведем побочную оптическую ось па­
раллельно SA. Она пересекает фокальную плоскость в точке A1. Очевидно, ^ччто
преломленный луч SA пересекает фокальную плоскость в той же точке. Пере­
сечение двух лучей S0 и AA1 дает изображение в точке S'. Изображение S'
источника S в любой оптической системе - это точка, в которой пересекаются
все лучи, исходящие из источника S, после прохождения лучами оптической
системы. Следовательно, для построения изображения достаточно найти точку
пересечения двух любых лучей. Изображение в данном случае действитель­
ное.

Пусть источник находится в некоторой произвольной точке S (рис 6, б ). Возьмем два луча: луч S0 проходит, не преломляясь, через оптический центр линзы, луч SA параллелен главной оптической оси. После преломления в линзе этот луч проходит через фокус линзы. Точка пересечения лучей S' - действи­тельное изображение источника S. Аналогично можно построить изображение предмета, используя те же лучи.
Рассмотрим несколько случаев построения изображений в собирающей линзе
(рис. 7)

1) Предмет находится на расстоянии, превосходящем двойное фокусное

расстояние d< 2F. Изображение действительное перевернутое уменьшенное (рис. 8).

2) При d=2F изображение действительное перевернутое. Размеры изобра­жения равны размеру предмета (рис. 9 ).

3) При F< D< увеличенное перевернутое действительное изображение> (рис. 10).

4) При d=F изображения нет. Лучи, идущие от каждой точки источника, выходят под разными углами из линзы параллельными потоками (рис. 11 ).

5) При d< F изображение получается с той же стороны что и предмет. Изображение мнимое, прямое, увеличенное (рис12 ).

1. Тема 10: Волновая оптика

2. Курс: первый семестр: первый

3. Продолжительность лекции: 1 час

4. Контингент слушателей: студенты

5. Учебная цель: изучение волновой оптики

6. Иллюстративный материал и оснащение: интерактивная доска

7. Подробный план:

1). Волновая оптика.

2). Дифракционная решетка. Дифракционный спектр.

3). Разрешающая способность оптических приборов (дифракционной решетки, микроскопа).

4). Поляризация света. Способы получения поляризованного света.

5). Поляризационная микроскопия. Оптическая активность. Поляриметрия.

8. Методы контроля знаний и навыков: традиционные методы контроля.

9. Литература: см. в приложении.

Конспект лекции

Интерференция света. Интерференция является результатом суперпозиции световых волн. Наложение происходит всегда, когда в среду посылаются две волны и больше. Но интерференция происходит только при условиия, что свет исходит от когерентных источников. Волны называнютсякогерентными, если между ними существует постоянная разность фаз. Два естественных источника света не могут быть когерентным, поскольку электромагнитные волны в них испускаються произвольно многими атомами и молекулами, и волновые фазы изменяются часто и беспорядочно.

Когерентные световые лучи формируются, если они порождаются одним источником и разделены с помощью специальной призмой. Световые лучи могут стать когерентными также при их отражении от обеих поверхностей тонкой плёнки. Источниками когерентного света являются лазеры.

Если когерентные световые лучи падают на экран, они формируют стабильную комбинацию световых максимумов и минимумов (светлые и темные полосы). Световые максимумы формируются в местах, где когерентные лучи от обоих источников находятся в одинаковой фазе, минимумы - где они находятся в противофазе (противоположной фазе).

Дифракция света. Дифракция волн происходит при их прохождении через щель и вокруг препятствий. Эксперимент показывает, что волны могут обгибать объекты достаточно малого размера. Так, если длина волны меньше ширины щели или препятствия, то происходит отражение и поглощение света. А если длина волны света больше размера припятствия или щели, то происходит дифракция волн: проходя через узкую щель, световой луч разделяется, а, встречая на пути препятствия, огибает их.

Дифракционная решетка состоит из многих щелей, расположенных параллельно друг другу. При прохождении через щели дифракционной решетки световые волны интерферируют, формируя на экране дифракционную картину. Прохождение световых волн через щели решетки зависит от их длины. Излучение различных атомов и молекул, в свою очередь, характеризуется определенным соотношением световых волн разных длин волн. Таким образом, спектр излучения атомов и молекул, полученный разложением белого света с помощью дифракционной решетки, используется для спектрального анализа химического состава вещества.

Поляризация света . Свет, подобно любой другой поперечной волне, можно поляризовать. При распространении в среде поперечной волны плоскость колебания вектора напряжённости электрического поля может проходить через любую линию, перпендикулярную направлению распространения волны.

Электромагнитные волны представляют собой колебания напряженностей электрического и магнитного полей во взаимно перпендикулярных плоскостях, перпендикулярных также направлению движения волны. Если колебания вектора напряженности электрического поля осуществляются преимущественно в одной плоскости, то говорят, что волна линейно поляризована вдоль этого направления. Излучение одиночного атома или молекулы поляризовано. В образце вещества атомы и молекулы излучают произвольно, поэтому световой луч неполяризован.

Поляризованный свет может быть получен из неполяризованного несколькими способами. Наиболее распространённым является поглощение света поляроидами, представляющими собой пленку с нанесенными на нее кристаллическими веществами, способными пропускать свет преимущественно в одной конкретной плоскости.

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: