Линза в Энциклопедическом словаре:
Линза — (нем. Linse — от лат. lens — чечевица), в оптике — прозрачное тело,ограниченное выпуклыми или вогнутыми поверхностями (одна из поверхностейможет быть плоской) и преобразующее форму светового пучка. Линзы бываютсобирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) (рисунок). Линзыдля видимого света обычно изготовляют из стекла. для ультрафиолетовогоизлучения — из кварца, флюорита, фторида лития и др.. для инфракрасногоизлучения — из кремния, германия, флюорита, фторида лития и др.
в геологии — чечевицеобразная форма залегания горных пород иполезных ископаемых. округлое или овальное тело с уменьшением мощности ккраям.
Элементы линзы и свойства лучей
Для построения в линзах в физике изображений необходимо познакомиться с элементами этого объекта. Они приведены ниже:
- Главная оптическая ось и центр. В первом случае имеют в виду прямую, проходящую перпендикулярно линзе через ее оптический центр. Последний, в свою очередь, представляет собой точку внутри линзы, проходя через которую, луч не испытывает преломления.
- Фокусное расстояние и фокус — дистанция между центром и точкой на оптической оси, в которую собираются все падающие на линзу параллельно этой оси лучи. Это определение верно для собирающих оптических стекол. В случае рассеивающих линз собираться в точку будут не сами лучи, а мнимое их продолжение. Эта точка называется главным фокусом.
- Оптическая сила. Так называется величина, обратная фокусному расстоянию, то есть D = 1/f. Измеряется она в диоптриях (дптр.), то есть 1 дптр. = 1 м-1.
Ниже приводятся основные свойства лучей, которые проходят через линзу:
- пучок, проходящий через оптический центр, не изменяет направления своего движения;
- лучи, падающие параллельно главной оптической оси, изменяют свое направление так, что проходят через главный фокус;
- лучи, падающие на оптическое стекло под любым углом, но проходящие через его фокус, изменяют свое направление распространения таким образом, что становятся параллельными главной оптической оси.
Приведенные выше свойства лучей для тонких линз в физике (так их называют, потому что не важно, какими сферами они образованы, и какой толщиной обладают, имеют значение только оптические свойства объекта) используются для построения изображений в них.
Определение слова «Линза» по БСЭ:
Линза — Линза (нем. Linse, от лат. lens — чечевица) прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями, преломляющими световые лучи. является одним из основных элементов оптических систем. Наиболее употребительны Л., обе поверхности которых обладают общей осью симметрии, а из них — Л. со сферическими поверхностями, изготовление которых наиболее просто. Менее распространены Л. с двумя взаимно перпендикулярными плоскостями симметрии. их поверхности цилиндрические или тороидальные. Таковы Л. в очках, предписываемых при астигматизме глаза, Л. для анаморфотных насадок и т. д. Материалом для Л. чаще всего служит оптическое и органическое стекло. Специальные Л., предназначенные для работы в ультрафиолетовой области спектра, изготовляют из кристаллов кварца, флюорита, фтористого лития и др., в инфракрасной — из особых сортов стекла, кремния, германия, флюорита, фтористого лития, йодистого цезия и др. Описывая оптические свойства осесимметричной Л., обычно рассматривают лучи, падающие на неё под малым углом к оси, составляющие т. н. Параксиальный пучок лучей. Действие Л. на эти лучи определяется положением её кардинальных точек — т. н. главных точек Н и H, в которых пересекаются с осью главные плоскости Л., а также переднего и заднего главных фокусов F и F (рис. 1). Отрезки HF = &fnof. и HF = f наз. фокусными расстояниями Л. (в случае, когда среды, с которыми граничит Л., обладают одинаковыми показателями преломления, &fnof. всегда равно — f &rsquo.). точки О пересечения поверхностей Л. с осью называются её вершинами, расстояние между вершинами — толщиной Л. Геометрические величины, характеризующие отдельные Л. и системы Л., принято считать положительными, если направления соответствующих отрезков совпадают с направлением лучей света На рис. 1 лучи проходят через Л. слева направо, и так же ориентирован отрезок HF. Поэтому здесь f &rsquo. > 0, a &fnof. Преломления на поверхностях Л. изменяют направления падающих на неё лучей. Если Л. преобразует параллельный пучок в сходящийся, её называют собирающей. после прохождения рассеивающей Л. параллельный пучок превращается в расходящийся. В главном фокусе F собирающей Л. пересекаются лучи, которые до преломления были параллельны её оси. Для такой Л. f &rsquo. всегда положительно. В рассеивающей Л. F — точка пересечения не самих лучей, а их воображаемых продолжений в сторону, противоположную направлению распространения света. Поэтому для них всегда &fnof. внешнее отличие собирающих и рассеивающих Л. заключается в том, что у первых толщина краев меньше толщины в центре Л., у вторых — наоборот. Мерой преломляющего действия Л. служит её оптическая сила Ф — величина, обратная фокусному расстоянию (Ф = 1/f&rsquo.) и измеряемая в диоптриях (м&minus.1). У собирающих Л. Ф > 0, поэтому их ещё именуют положительными. Рассеивающие Л. (Ф бесконечности). Они не собирают и не рассеивают лучей, но создают аберрации (см. Аберрации оптических систем) и применяются в зеркально-линзовых (а иногда и в линзовых) Объективах как компенсаторы аберраций. Л., ограниченная сферическими поверхностями. Все параметры, определяющие оптические свойства такой Л., могут быть выражены через радиусы кривизны r1 и r2 её поверхностей, толщину Л. по оси d и показатель преломления её материала n. Например, оптическая сила и фокусное расстояние Л. задаются соотношением 14/14031049.tif (1) Радиусы r1 и r2 считаются положительными, если направление от вершины Л. до центра соответствующей поверхности совпадает с направлением лучей (на рис. 1 r1 > 0, r2оговорить, что формула (1) верна лишь применительно к параксиальным лучам. При одной и той же оптической силе и том же материале форма Л. может быть различной. На рис. 2 показано несколько Л. одинаковой оптической силы и различной формы. Первые три — положительны, последние три — отрицательны. Л. называется тонкой, если её толщина d мала по сравнению с r1 и r2. Достаточно точное выражение для оптической силы такой Л. получают, отбрасывая второй член в (1). Положение главных плоскостей Л. относительно её вершин тоже можно определить, зная r1, r2, n и d. Расстояние между главными плоскостями мало зависит от формы и оптической силы Л. и приблизительно равно 14/14031050.tif. В случае тонкой Л. это расстояние мало и практически можно считать, что главные плоскости совпадают. Когда положение кардинальных точек известно, положение изображения оптического точки, даваемого Л. (см. рис. 1), определяется формулами: x·x&rsquo. = f·f&rsquo. = -f&rsquo.І, 14/14031051.tif, (2) где V — линейное увеличение Л. (см. Увеличение оптическое), l и l — расстояния от точки и её изображения до оси (положительные, если они расположены выше оси), x — расстояние от переднего фокуса до точки, x — расстояние от заднего фокуса до изображения. Если t и t — расстояния от главных точек до плоскостей предмета и изображения соответственно, то (т. к. х = t — f, x = t &rsquo. — f&rsquo.) : f&rsquo./t&rsquo. + f/t = 1 (3) или 1/t&rsquo. — 1/t = 1/f&rsquo.. В тонких Л. t и &fnof. можно отсчитывать от соответствующих поверхностей Л. Из (2) и (3) следует, что по мере приближения изображаемой точки (действительного источника) к фокусу Л. расстояние от изображения до Л. увеличивается. собирающая Л. даёт действительное изображение точки в тех случаях, когда эта точка расположена перед фокусом. если точка расположена между фокусом и Л., её изображение будет мнимым. рассеивающая Л. всегда даёт мнимое изображение действительной светящейся точки (подробнее см. в ст. Изображение оптическое). Лит.: Элементарный учебник физики, под ред. Г. С. Ландсберга, 6 изд., т. 3, М., 1970. Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., т. 1, М. — Л., 1949. Г. Г. Слюсарев. Рис. 1 к ст. Линза. Рис. 2 к ст. Линза.
Линза — Линза (геол.) форма залегания горных пород и руд в виде чечевицы с уменьшающейся к краям мощностью. Размеры Л. различны и колеблются от нескольких м длины и нескольких см мощности до 1 км и более длины и нескольких десятков м мощности. См. также Залегание горных пород.
Линза — акустическая, устройство для изменения сходимости звукового пучка (фокусировки звука (См. Фокусировка звука)). Подобно оптическим линзам, акустическая Л. ограничены двумя рабочими поверхностями и выполняются из материала, скорость звука в котором отлична от скорости звука в окружающей среде, с тем, чтобы показатель преломления n отличался от единицы. Для достижения наибольшей прозрачности Волновое сопротивление этого материала должно быть близко к волновому сопротивлению среды, а вязкие потери в нём — минимальны. Акустические Л. могут быть твёрдыми, жидкими и газообразными, в последних двух случаях твёрдая оболочка Л. должна обладать наибольшей прозрачностью. Для работы в жидких средах материалом Л. являются пластмассы (n = 0,5-0,8), хлороформ, четырёххлористый углерод (n = 1,3-1,4). Для работы в газах, например в воздухе, наряду с линзами, наполненными водородом или углекислым газом, применяются т. н. неоднородные акустические Л., объём которых заполнен шариками, сетками и т. п. Неоднородные рассеивающие воздушные Л. применяются для улучшения характеристик направленности громкоговорителей. Твёрдые и жидкие Л. служат для получения звуковых изображений, для целей дефектоскопии, медицинской диагностики, а также для концентрации ультразвука при различных его технологических и биологических применениях. Лит.: Бергман Л., Ультразвук и его применение в науке и технике, пер. с нем., 2 изд., М., 1957.
Что такое контактные линзы?
Контактные линзы — для коррекции зрения
Контактные линзы – это устройства для коррекции зрения, помещаемые в область глаза. Механизм работы контактных линз во многом схож с принципом работы очков.
Линзы изменяют направление световых лучей таким образом, чтобы свет фокусировался на сетчатке. Если у человека близорукость, световые лучи сходятся перед сетчатой оболочкой и не возбуждают фоторецепторы глаза.
Контактные линзы и очки, предназначенные для коррекции близорукости, рассеивают световые лучи и исправляют фокусировку. В итоге свет попадает в область рецепторов сетчатки, и формируется изображение.
При дальнозоркости зрительный аппарат не обладает фокусировкой достаточной силы. Световые лучи пересекаются в области за сетчаткой, и изображение окружающего мира не формируется.
Контактные линзы и очки изменяют рефракцию света таким образом, чтобы он попадал точно на сетчатку. Многим интересно, почему контактные линзы гораздо тоньше линз очков. Во многом это связано с тем, что контактные линзы помещаются непосредственно перед роговицей, что позволяет улучшать преломление света.
Из-за близости к преломляющим структурам глазного яблока оптическая зона контактных линз может быть намного меньше оптической зоны очков. Фактически, оптическая зона линз очков занимает всю поверхность линзы, в то время как оптическая зона контактных линз занимает лишь часть структуры.
Поскольку контактные линзы располагаются непосредственно на роговице, их оптическая зона должна быть примерно того же диаметра, что и диаметр зрачка в условиях слабого освещения (около 9 миллиметров).
Линзам очков при этом требуется диаметр оптической зоны более 46 миллиметров. Такую разницу можно легко проиллюстрировать на примере вида из кона. Если человек стоит прямо перед окном, его обзор ничем не ограничен. Если человек стоит в нескольких метрах от окна, его обзор существенно ограничен границами окна.
Какие существуют виды линз в физике?
Существует только два основных вида линз: вогнутые и выпуклые, также их называют рассеивающими и собирающими. Они позволяют разделить пучок света или наоборот сконцентрировать его в одной точке на определенном фокусном расстоянии.
Выпуклая линза имеет тонкие края и утолщенный центр, благодаря чему в разрезе
представляется как две соединенные основаниями призмы. Эта ее особенность позволяет собирать все лучи света, попадающие под разными углами, на одну точку в центре. Именно такими приспособлениями пользовались римляне для разжигания огня, поскольку сфокусированные лучи солнечного света позволяли создать на небольшом участке легко воспламеняемого предмета очень высокую температуру.
Что касается вогнутой (рассеивающей) линзы, то ее края наоборот более толстые, чем середина. Ее можно представить, как две призмы, соединенные вершинами. Благодаря этому все лучи, которые попадают на такую линзу, будут рассеиваться от центра к краям. Более подробно о широком разнообразии линз вы сможете узнать из статьи Какие линзы есть.
Изображения в оптических стеклах: как строить?
Ниже приведен рисунок, где подробно разобраны схемы построения изображений в выпуклой и вогнутой линзах объекта (красной стрелки) в зависимости от его положения.
Из анализа схем на рисунке следуют важные выводы:
- Любое изображение строится всего на 2-х лучах (проходящем через центр и параллельном главной оптической оси).
- Собирающие линзы (обозначаются со стрелками на концах, направленными наружу) могут давать как увеличенное, так и уменьшенное изображение, которое в свою очередь может быть реальным (действительным) или мнимым.
- Если предмет расположен в фокусе, то линза не образует его изображения (см. нижнюю схему слева на рисунке).
- Рассеивающие оптические стекла (обозначаются стрелками на их концах, направленными внутрь) дают независимо от положения предмета всегда уменьшенное и мнимое изображение.
