2. Линзы. Виды линз и их характеристики. Основные точки и линии на чертеже при построении изображения. Фокусы. Оптическая сила. Формула тонкой линзы. Построение изображений в тонких линзах. Виды изображений.

Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя преломляющими поверхностями, по крайней мере одна из которых является сферической. Тонкой называют линзу, толщиной которой можно пренебречь по сравнению с радиусами кривизны её поверхностей.

Собирающая линза толще в середине, чем у краёв; параллельные главной оптической оси лучи после преломления сходятся в фокусе. Рассеивающая линза тоньше в середине; параллельные оси лучи после преломления расходятся так, как будто вышли из мнимого фокуса.

Основные элементы чертежа: главная оптическая ось, оптический центр \(O\), фокусы \(F\) по обе стороны линзы и фокусное расстояние \(f=OF\). Луч, проходящий через оптический центр тонкой линзы, практически не меняет направления. Луч, параллельный главной оси, после собирающей линзы проходит через фокус; после рассеивающей — расходится, а его продолжение проходит через фокус со стороны источника. Луч через фокус до линзы после преломления идёт параллельно главной оси.

Оптическая сила \(D=1/f\), где фокусное расстояние выражено в метрах. Единица — диоптрия (дптр). Для собирающей линзы \(D>0\), для рассеивающей \(D<0\).

Формула тонкой линзы: \(1/f=1/d_o+1/d_i\), где \(d_o\) — расстояние от предмета до линзы, а \(d_i\) — расстояние от линзы до изображения; для действительного изображения расстояния берут положительными, для мнимого изображения расстояние до него — отрицательным.

Для построения изображения точки предмета проводят два характерных луча и отмечают точку их пересечения. Для протяжённого предмета строят изображения его концов и соединяют их. У собирающей линзы предмет за двойным фокусом даёт действительное, перевёрнутое, уменьшенное изображение; в точке \(2F\) — действительное, перевёрнутое, равное по размеру; между \(F\) и \(2F\) — действительное, перевёрнутое, увеличенное. Если предмет расположен ближе фокуса, изображение мнимое, прямое и увеличенное. Рассеивающая линза для действительного предмета даёт мнимое, прямое и уменьшенное изображение.