Рассеивающая линза

Рассеивающая линза — это оптический прибор, преломляющий плоскопараллельный пучок лучей, падающих поверхность следующим образом: лучи, падающие на рассеивающую линзу, по выходе из неё будут преломляться в сторону краёв линзы , то есть рассеиваться. Если эти лучи продолжить в обратном направлении так, как показано на рисунке пунктирной линией, то они сойдутся в одной точке F, которая и будет фокусом этой линзы. Этот фокус будет мнимым.

Вообще, если попытаться построить ход расходящегося из одной точки пучка лучей, то после прохождения через тонкую рассеивающую линзу угол между лучами увеличится. Это означает, например, то, что лучи не пересекутся. Таким образом рассеивающая линза не может формировать действительного изображения. (Этот факт легко получить, проанализировав формулу тонкой линзы: чтобы получить отрицательное фокусное расстояние, необходимо, чтобы расстояние до изображения было отрицательным т.е. изображение было мнимым.) Лучи, от точечного источника после прохождения рассеивающей линзы, таким образом, не могут самостоятельно собраться в одной точке. Для фокусировки расходящегося пучка необходимо воспользоваться собирающей линзой большей по модулю оптической силы.

Кроме этого исходя из построения хода лучей можно показать, что изображение получится прямым и уменьшенным (для проверки попробуйте построить при помощи интерактивной модели какое-нибудь другое изображение. Доказательство этого факта при помощи школьной геометрии может являться отдельной увлекательной задачей).

Таким образом ответ на вопрос: «Какое изображение получается в рассеивающей линзе?» Можно уверенно ответить: «Прямое, уменьшенное и мнимое»

Чтобы построить изображение точечного источника в рассеивающей линзе необходимо найти точку S', в которой пересекутся две прямые, содержащие лучи, получаемые после прохождения линзы. Эта точка будет находиться на прямой SO, проходящей через оптический центр линзы O (побочная оптическая ось) и точку источника S. Известно, что луч, вышедший из точки S параллельно главной оптической оси, попав в точку A, преломится таким образом, что его продолжение попадет в фокус
F. Точка S' будет являться пересечением отрезков SO и FA

Интерактивная модель "Построение изображения треугольника в рассеивающей линзе"

В представленной модели можно изменять:

• Фокусное расстояние линзы;
• Положение вершин треугольника, изображение которого строится;
• Положение точки на треугольнике (тотчечный источник S).

В модели автоматически чертится

• Изображение треугольника (как след от точки изображения S').

Управление интерактивной моделью

Модель разработана при помощи системы динамической математики GeoGebra

Автор: Анухин П.М., преподаватель физики, Аничков лицей
Создано: 01.09.2009
Лицензия: Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0

Скачать модель