Линзами называют прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями.

Во многих оптических приборах одной из основных частей являются собирающие и рассеивающие линзы. Если толщина линзы много меньше радиусов кривизны сферических поверхностей, то она называется тонкой. На рисунке обозначается так: - собирающая- рассеивающая

Первое упоминание о линзах можно найти в древнегреческой пьесе Аристофана «Облака» (424 до н. э.), где с помощью выпуклого стекла и солнечного света добывали огонь. Из произведений Плиния Старшего (23 79) следует, что такой способ разжигания огня был известен и в Римской империи там также описан, возможно, первый случай применения линз для коррекции зрения известно, что Нерон смотрел гладиаторские бои через вогнутый изумруд для исправления близорукости. Сенека (3 до н. э. 65) описал увеличительный эффект, который даёт стеклянный шар, заполненный водой. Арабский математик Альхазен ( ) написал первый значительный трактат по оптике, описывающий, как хрусталик глаза создаёт изображение на сетчатке. Линзы получили широкое использование лишь с появлением очков примерно в 1280-х годах в Италии.

ЛИНЗЫ Тонкие рассеивающие собирающие Толстые Двояковыпуклая Двояковогнутая Плосковыпуклая Плосковогнутая Выпукло- вогнутая

Толстые линзы - вид сферических поверхностей определяется визуально. Тонкие линзы – вид сферических поверхностей визуально не определяется.

1 – двояковыпуклая 2 – плосковыпуклая 3 – выпукло-вогнутая Выпуклые, края которых намного тоньше, чем середина. (Собирающие)

1 – двояковогнутая 2 – плосковогнутая 3 – вогнуто-выпуклая Вогнутые, края которых, толще чем середина. (Рассеивающие)

NN оптическая ось прямая линия, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу; O оптический центр точка, которая у двояковыпуклых или двояковогнутых (с одинаковыми радиусами поверхностей) линз находится на оптической оси внутри линзы (в её центре).

Использование линзы для изменения формы волнового фронта. Здесь плоский волновой фронт становится сферическим при прохождении через линзу.

Чтоб найти положение изображения предмета относительно линзы, применяют формулу линзы, которая связывает между собой фокусное расстояние линзы F, расположение предмета и его изображения относительно нее: Величина, обратная фокусному расстоянию линзы, называют оптической силой линзы : Ее измеряют в диоптриях (дптр). 1 диоптрия – это оптическая сила такой линзы, фокусное расстояние которой равно 1 м. где d – расстояние от предмета до линзы; f – расстояние от линзы до изображения.

Собирающие Рассеивающие

Для построения изображений в тонких линзах используются следующие лучи: 1) Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления идет через фокус. 2) Луч, идущий через фокус, после преломления идёт параллельно главной оптической оси. 3) Луч, идущий через оптический центр линзы, не меняет своего направления. FF 1 2 3

F F А А* В* В Уменьшенное Перевернутое Действительное

Изображение мнимое, увеличенное, прямое. FF

Изображение находится в бесконечности. FF

Изображение действительное, перевёрнутое, увеличенное. FF2F

Изображение действительное, перевёрнутое, в натуральную величину. FF2F

Изображение действительное, перевёрнутое, уменьшенное. FF2F

Фокусное расстояние брать маленьким. Изображение может быть разным. Изображение строится по точкам. Если изображение не помещается на странице, точки изображения ставить.

FF Уменьшенное Прямое Мнимое А В А* В*

Фокусные расстояния брать большими. Изображения всегда одинаковые. Изображения строятся по точкам.

Изображение всегда должно быть подписанным: Действительное – Мнимое Увеличенное – Уменьшенное Прямое - Перевернутое

Линзы из органических полимеров Полимеры дают возможность создавать недорогие асферические линзы с помощью литья. В области офтальмологии созданы мягкие контактные линзы. Их производство основано на применении материалов, имеющих бифазную природу. Работа в течение более 20 лет привела к созданию в конце 90-х годов силикон-гидрогелевых линз, которые благодаря сочетанию гидрофильных свойств и высокой кислорода проницаемости могут непрерывно использоваться в течение 30 дней круглосуточно.

Линзы из кварца Кварцевое стекло переплавленный чистый кремнезём с незначительными (около 0,01 %) добавками Al 2 О 3, СаО и MgO. Оно отличается высокой термостойкостью и инертностью ко многим химическим реактивам за исключением плавиковой кислоты. Прозрачное кварцевое стекло хорошо пропускает ультрафиолетовые и видимые лучи света.

Линзы из кремния Именно свойства кремния и новейшие технологии его обработки позволили создать линзы для рентгеновского диапазона электромагнитных волн.

Линзы являются универсальным оптическим элементом большинства оптических систем. Традиционное применение линз бинокли, телескопы, оптические прицелы, микроскопы и фото видеотехника. Одиночные собирающие линзы используются как увеличительные стёкла. Другая важная сфера применения линз офтальмология, где без них невозможно исправление недостатков зрения. Линзы используют в таких приспособлениях, как очки и контактные линзы.

В радиоастрономии и радарах часто используются диэлектрические линзы, собирающие поток радиоволн в приёмную антенну, либо фокусирующие на цели. В конструкции плутониевых ядерных бомб для преобразования сферической расходящейся ударной волны от точечного источника (детонатора) в сферическую сходящуюся применялись линзовые системы, изготовленные из взрывчатки с разной скоростью детонации (то есть с разным коэффициентом преломления).