ПАРАМЕТРИ НА ЛЕЩИТЕ

Повърхностите на лещите се разглеждат като сечение на две въображаеми сфери. На илюстрацията С1 и С2 са центровете на сферите, R1 и R2 - радиусите на сферите. Правата, преминаваща през точките C1 и С2 (центровете на двете въображаеми сфери) се нарича главна оптична ос на лещата. Точките О1 и О2 се наричат върхови точки на лещата, а разстоянието О1О2 - осeва дебелина на лещата.

 

Заден главен фокус на събирателната леща се нарича точката F, в която се събира успореден на главната оптична ос сноп лъчи. Ако през лещата се пропусне сноп лъчи в обратна посока, точката, в която се събере се нарича преден главен фокус. Ако радиусите на мислените сфери са равни, т.е. лещата е симетрична, задния и предния главен фокус ще бъдат на еднакво разстояние от лещата. 
Разстоянието О2F е задна отсечка на лещата. Аналогично, разстоянието между предната върхова точка на лещата и предния главен фокус се нарича предна отсечка на лещата.
Събирателните лещи създават действително изображение, докато разсейвателните създават мнимо изображение, образувано от мисленото продължение на разсеяния сноп в обратна посока.
 
Един основните показатели на лещата е главното фокусно разстояние, ограничено между задната главна точка и задния главен фокус.
Ако през лещата се пропусне лъч, успореден на оптичната ос, той ще се пречупи два пъти - веднъж при прехода въздух - стъкло и втори път при прехода от стъкло и въздух и ще премине през главния фокус. Ако падащия и пречупения лъч се продължат мислено съответно по посока на разпространение и обратна посока, те ще се пресекат в точка Н. Мислено създаваме равнина, преминаваща през точка Н и перпендикулярна на главната оптична ос на лещата. Равнината се нарича задна главна равнина на лещата, а точката на пресичане с главната оптична ос на лещата (точка E) - задна главна точка. Разстоянието ЕF се нарича задно главно фокусно разстояние. По същия начин се намират и предната главна равнина и предното главно фокусно разстояние. Фокусното разстояние е константно за всяка леща и зависи от радиусите на сферичните повърхности (R1 и R1) и показателя на пречупване на материала, от който са изработени.

Оптична сила на лещата. За мерна единица на оптичната сила се приема леща, чието главно фокусно разстояние е равно на 100 см. и се нарича диоптър (D). Колкото по-силно една леща пречупва светлината, толкова по-голяма е нейната оптична сила, като зависимостта е фокусното разстояние е равно на 100 делено на оптичната сила на лещата. Ако например главното фокусно разстояние на една леща е 20 см., нейната оптична сила е 100:20 = 5 D. Обратно, по оптичната сила на една леща може да се изчисли главното и фокусно разстояние. 

За събирателните лещи оптичната сила е положителна и се обозначава със знака "+" пред стойността. При разсейвателните лещи знакът е "-".

Изражението на оптичната сила в диоптри е удобно, защото позволява да се определи оптичната сила на система от няколко лещи. Ако например е необходимо да се определи главното фокусно разстояние на система от положителна леща с главно фокусно разстояние 40 см. и отрицателна леща с оптична сила -2 D, имаме следната ситуация: 100:40 = 2,5 D, оптичната сила на първата леща е +2,5, а сумарната на системата е 2,5 - 2 = 0,5 D.  Главното фокусно разстояние на системата е 100:0,5 = 200 см. 

Формула на лещата. Разстоянието от предмета до предната главна равнина на лещата (а) се нарича предметно разстояние, а разстоянието от задната главна равнина на лещата до изображението (b) се нарича образно разстояние. Между предметното, образното разстояние и фокусното разстояние съществува следната зависимост: 1/f = 1/a +1/b. Тъй като f e постоянна величина, с промяната на а се променя и b (при увеличение на а намалява b и обратното). Равнината, в която с проектира изображението се нарича фокална равнина.

Мащаб на изображението и линейно увеличение. С промяната на предметното разстояние се променя не само образното разстояние, но и мащаба на изображението, т.е. линейните размери на изображението спрямо линейните размери на обекта. Мащабът на изображението се изразява с отношението 1:х, където х показва колко пъти линейните размери на изображението са по-малки от линейните размери на обекта. Ако изображението е 10 пъти по-малко от обекта, мащабът в случая е 1:10.
В оптиката често се използва понятието линейно увеличение, също отразяващо отношението на линейните размери на изображението спрямо линейните размери на обекта. Линейното увеличение се означава с ?, а кратността на увеличение или намаление със знака за умножение (*), например ? = 3* при увеличение, или ? = 0,5* при намаление.
Често разстоянията а и b се определят не в зависимост едно от друго, а в зависимост от необходимия мащаб. В тези случаи се използват следните формули, отчитащи мащабните съотношения между обекта и изображението:

a = f(1+1/m); b = f(1+m),   където m е знаменател на мащаба на изображението.

Изграждане на оптичното изображение на събирателна леща. За да се построи изображение на предмета АВ, е необходимо да се определят точките А1 и В1. Всички останали точки ще се разположат между А1 и В1.

Съществуват няколко типични случая при изграждането на изображението:

  • Предметното разстояние е равно на безкрайност, т.е. разстояние, многократно надхвърлящо главното фокусно разстояние на лещата. Така стоят нещата при заснемане на сгради, пейзажи и друг големи обекти. Полученото изображение ще е умалено, обърнато и действително, а образното разстояние ще е равно на фокусното разстояние (f = b).
  • Предметното разстояние надхвърля два пъти фокусното разстояние, напр. портрет. Полученото изображение е обърнато, действително и умалено, а образното разстояние е по-голямо от фокусното и по-малко от 2 пъти фокусното разстояние (f < b< 2f).
  • Предметното разстояние е равно на два пъти фокусното разстояние, например при репродукции на неголеми изображения. Изображението е обърнато, действително и равно по размер на обекта, а образното разстояние е равно на два пъти фокусното разстояние (b = 2f).
  • Предметното разстояние е по-малко от пъти фокусното разстояние и по-голямо от фокусното разстояние, напр. в макрофотографията. Изображението е деиствително, обърнато и по-голямо от обекта, а образното разстояние е по-малко от два пъти фокусното разстояние (b > 2f).
  • Предметното разстояние е равно на фокусното. Тогава пречупените лъчи излизат в успореден на главната оптична ос сноп, образното разстояние е равно на безкрайност, т.е. изображение не се получава.
  • Предметното разстояние е по-малко от фокусното. Изображението е недействително, право и увеличено, т.е. лещата действа като лупа.
© 2009-2017 MacroPic. All Rights Reserved.

Please publish modules in offcanvas position.