Построение изображения в тонкой собирающей линзе.

Рис.1

Рис.1

Для построения изображения в линзе важную роль играет расстояние предмета от линзы, которое обозначается буквой d. Фокусное расстояние, как и сам фокус, обозначается буквой F.

Введем понятие двойного фокусного расстояния, которое обозначается 2F. Пусть предмет (стрелка АВ) находится за двойным фокусным расстоянием от собирающей линзы (рис.1) d>2F. Чтобы построить изображения точки В, используем два «удобные» луча: первый луч проведем параллельно к главной оптической оси, после преломления он пройдет через главный фокус; другой луч проходит через оптический центр линзы не преломляясь. На пересечении преломленных лучей находится точка B1 – изображение точки В. Поскольку стрелка АВ перпендикулярна к главной оптической оси, то её изображение так же перпендикулярно к главной оптической оси.

Имеем изображение А1 и В1 - уменьшенное, обратное, действительное и расположенное между фокусом и двойным фокусом.

Построение изображения в тонкой собирающей линзе.

Предмет АВ находится за фокусом рассеивающей линзы. Снова используем «удобные» лучи: первый луч идет параллельно к главной оптической оси и преломляется линзой так, что его продолжение проходит через фокус (пунктир на рисунке); второй луч, не преломляясь, проходит через оптический центр линзы.

На пересечении второго луча и продолжении хода первого луча имеем изображение точки В – точку В1. Опускаем перпендикуляр на главную оптическую ось из точки В1 и получаем точку А1 - изображение точки А.

Следовательно, А1 и В1 – уменьшенное, прямое, воображаемое изображение, расположенное между воображаемым фокусом и линзой.

Формула тонкой линзы:

F - фокусное расстояние линзы

D - расстояние от линзы до изображения

F - расстояние от предмета до линзы

В формуле тонкой линзы фокусное расстояние обозначается F. Если линза собирающая, то 1/F>0, если линза рассеивающая, то перед 1/F ставится минус. Если изображение дейставительное, 1/f>0; если изображение воображаемое, то перед 1/f>0 ставится минус.

Абберация.

Сферическая абберация. Она заключается в том, что переферические части линзы сильнее отклоняют лучи, идущие от точки S (точечный источник света) на оси, чем центральные. Вследствие этого изображение светящейся точки на экране имеет вид светлого пятна. Для устранения сферической абберации сосздают систему из вогнутой и выпуклой линз.

Хроматическая абберация. Хроматическая аберрация (зависимость фокусного расстояния от длины волны света) возникает вследствие дисперсии(разложение в спектр пучка белого света при прохождении его через призму) показателя преломления стекол, из которых изготавливаются линзы.

Астигматизм. Недостаток оптической системы, при котором сферическая волна, проходя оптическую систему, деформируется и перестает быть сферической. Изображение точки, удалённой от оптической оси, представляет собой не точку, а две взаимно перпендикулярные линии, лежащие в разных плоскостях.

 

 

 

В двух версиях)

1)Предел разрешения и полезное увеличение микроскопа. Специальные приемы микроскопии: ультрафиолетовый микроскоп, иммерсионные среды, ультрамикроскопия, микропроекция и микрофотография, измерение размеров малых объектов.

Предел разрешения микроскопа (Z) - наименьшее расстояние между двумя точками предмета, при котором они различимы как отдельные объекты (т.е. воспринимаются в микроскопе как две точки).

Величина, обратная пределу разрешения, называется разрешающей способностью. Чем меньше предел разрешения, тем больше разрешающая способность.

Теоретический предел разрешения микроскопа зависит от длины волны света, используемого для освещения, и от угловой апертуры объектива.

Угловая апертура (u) - угол между крайними лучами светового пучка, входящего в линзу объектива от предмета.

Полезное увеличение микроскопа - такое увеличение, при котором предмет, имеющий размер, равный пределу разрешения микроскопа, имеет изображение, размер которого равен пределу разрешения глаза.

Полезное увеличение микроскопа находится в области 500 - 1000-кратной величины апертуры объектива. Нормальным увеличением микроскопа называется такое, которое получается при 500 А и диаметре зрачка выхода, равном 1 мм.

Полезное увеличение микроскопа в среднем равно 1000-кратному.

Полезное увеличение микроскопа определяется увеличением объектива, поэтому на совершенствование объективов обращается серьезное внимание.

Полезное увеличение N микроскопа должно быть подобрано так, чтобы при этом была рациональным образом использована разрешающая сила объектива микроскопа. Для этого необходимо, чтобы угловая величина изображения наблюдаемой детали по отношению к центру зрачка глаза была бы не меньше 2 минут, а еще лучше, как принято считать, доходила бы до 4 минут, что обусловлено разрешающей способностью глаза.