Сферические зеркала

Правила:

• Расстояние до объекта s считается положительным, если объект находится на той же стороне относительно поверхности зеркала, что и падающий свет. В противном случае расстояние s считается отрицательным.
• Расстояние до изображения s' считается положительным, если изображение находится на той же стороне зеркала, что и отраженный свет. Такое изображение называется действительным. В противном случае s' считается отрицательным, а изображение называется мнимым.
• Радиус кривизны зеркала R положителен, если центр кривизны находится на той же стороне по отношению к поверхности зеркала, что и отраженный свет. В ином случае радиус кривизны отрицателен. Знак фокусного расстояния сферического зеркала f = R/2 определяется знаком R.

Применяя закон отражения света, можно вывести формулу сферического зеркала, связывающую расстояния от объекта и от изображения до зеркала с фокусным расстоянием или радиусом кривизны зеркала:

(3.1)

Особенности хода главных лучей:

1. Луч, проходящий через центр кривизны зеркала, отражается назад.
2. Луч, проходящий через фокус зеркала, отражается и идет параллельно главной оптической оси.
3. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, отражаясь от зеркала, проходит через фокус.

Формула для зеркала справедлива во всех случаях:

а) - вогнутое зеркало; увеличение (3.2)

б) - выпуклое зеркало; изображение прямое и мнимое;

в) - плоское зеркало, т.е. изображение обратное; в этом случае из формулы следует, что s' = - s. Так как изображение в плоском зеркале мнимое, то расстояние от зеркала до изображения следует считать отрицательным. Поэтому увеличение

Линзы. Для того, чтобы можно было применять законы геометрической оптики к преломляющим линзам, эти линзы должны быть тонкими (в противном случае возникают сильные искажения изображения, обусловленные разностью хода лучей в разных частях линзы).

Два главных типа линз:

• Собирающая линза, которая собирает падающий на нее пучок света, параллельный оптической оси, в одной точке по другую сторону линзы, называемой главным фокусом; расстояние от центра линзы до этой точки называется фокусным расстоянием f > 0;
• Рассеивающая линза, которая рассеивает падающий на нее пучок света, параллельный главной оптической оси так, что при продлении всех лучей они собираются в одной точке - фокусе, расположенном на той же стороне линзы, что и падающий пучок света; при этом фокусное расстояние f < 0.

В отличие от зеркал, линзы имеют два фокуса по обе стороны линзы. Основная формула для линзы любого типа имеет тот же вид, что и для зеркала:

Все соглашения о знаках величин s, s' и f сохраняют силу, если только дополнить их условием, что s' > 0, когда действительное изображение находится по другую сторону линзы. Увеличение линзы также определяется прежней формулой

Особенности хода главных лучей в собирающей линзе:

1. Луч, проходящий через центр линзы, не искажается.
2. Луч, проходящий через передний фокус линзы (тот фокус, который находится по ту же сторону, что источник), идет после преломления параллельно главной оптической оси.
3. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через задний фокус линзы.

Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называется оптической силой линзы D:

Размерность: [D] = диоптрия (дптр). Линза с фокусным расстоянием 1 м имеет оптическую силу 1 дптр.