ЛИНЗА
(нем. Linse, от лат.
lens - чечевица), прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями, преломляющими
световые лучи; является одним из осн. элементов оптических систем. Наиболее
употребительны Л., обе поверхности к-рых обладают общей осью симметрии,
а из них - Л. со сферич. поверхностями, изготовление к-рых 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
оптич. и органич. стекло. Спец. 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 оптич. свойства осесиммет-
ричной 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
Н', в которых пересекаются с осью главные плоскости Л., а также переднего
и заднего главных фокусов F и F' (рис. 1). Отрезки HF = f и H'F' = = f'
наз .фокусными расстояния м и Л. (в случае, когда среды, с к-рыми граничит
Л., обладают одинаковыми показателями преломления, f всегда равно - f');
точки О пересечения поверхностей Л. с осью наз. её в е р ш и-- нами, расстояние
между вершинами - толщиной Л.
Геометрич. величины, характеризую-,
щие отдельные Л. и системы Л., принято считать положительными, если направления
соответствующих отрезков совпадают с направлением лучей света На Преломления
на поверхностях Л. изменяют направления падающих на неё лучей. Если Л.
преобразует параллельный пучок в сходящийся, её наз. собирающей; после
прохождения рассеивающей Л. параллельный пучок превращается в расходящийся.
В главном фокусе F' собирающей Л. пересекаются лучи, к-рые до преломления
были параллельны её оси. Для такой Л. f' 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 f'<0. В частном случае тонких Л. внешнее отличие собирающих
и рассеивающих Л. заключается в том, что у первых толщина краёв меньше
толщины в центре Л., у вторых- наоборот.
Мерой преломляющего действия Л. служит
её оптическая сила Ф - величина, обратная фокусному расстоянию (Ф = 1/f')
и измеряемая в диоптриях (м-1). У собирающих Л. Ф>0, поэтому
их ещё именуют положительными. Рассеивающие Л. (Ф<0) наз. отрицательными.
Употребляют и Л. с Ф = 0 -т. н. афокальные Л. (их фокусное расстояние равно
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.
Радиусы TI и Г Положение главных плоскостей Л. относительно
Когда положение кардинальных точек
где V - линейное увеличение Л. (см.
ила В тонких Л. t и t' можно отсчитывать
Из (2) и (3) следует, что по мере
Лит.: Элементарный учебник физики,
А
Б
В
Г
Д
Е
Ё
Ж
З
И
Й
К
Л
М
Н
О
П
Р
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
Все параметры, определяющие оптич. свойства такой Л., мсгут быть выражены
через радиусы кривизны TI и г
расстояние Л. задаются соотношением
поверхности совпадает с направлением лучей (на рис. 1 TI >0, Г
лучам. При одной и той же оптич. силе и том же материале форма Л. может
быть различной. На рис. 2 показано неск. Л. одинаковой оптич. силы и различной
формы. Первые три - положительны, последние три - отрицательны. Л. наз.
тонкой, если её толщина d мала по сравнению с ri и Г
в (1).
её вершин тоже можно определить, зная TI, r
равно
В случае тонкой Л. это расстояние мало и практически можно считать, что
главные плоскости совпадают.
известно, положение изображения оптического точки, даваемого Л. (см. рис.
1), определяется формулами:
Увеличение оптическое), I ч Г - расстояния от точки и её изображения до
оси (положительные, если они расположены выше оси), x - расстояние от переднего
фокуса до точки, х' - расстояние от заднего фокуса до изображения. Если
tat' - расстояния от главных точек до плоскостей предмета и изображения
соответственно, то (т. к. х - t - f, x' = t' -f):
от соответствующих поверхностей Л.
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).
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.