"Введение в естественно-научные предметы", Гуревич А.Е., Исаев Д.А., Понтак Л.С.
Линза — прозрачное тело, которое пропускает свет и изменяет направление его лучей. Благодаря форме линза может собирать параллельные лучи в одной точке или, наоборот, заставлять их расходиться. Поэтому линзы помогают получать изображения и используются в очках, лупах и фотоаппаратах. Главное — различать собирающие и рассеивающие линзы по их форме и действию, а также понимать, где находится фокус каждой из них.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями, которое изменяет направление проходящих через него световых лучей. Представь, что луч проходит через прозрачное тело и выходит уже в другом направлении. Это определение помогает понять, почему линзы способны менять ход света. Именно изменение направления лучей используется в оптических приборах.
Собирающая линза — линза, после которой параллельные лучи света сходятся в одной точке. Параллельными называют лучи, которые идут рядом и не сближаются до встречи с линзой. Если после прохождения через линзу они встречаются, линза собирающая. Это понятие нужно, чтобы описывать действие линзы и находить её фокус.
Рассеивающая линза — линза, после которой параллельные лучи света расходятся. Значит, после линзы расстояние между лучами увеличивается, и сами они не встречаются. Такое действие противоположно действию собирающей линзы. По нему можно определить вид линзы на схеме.
Фокус линзы — точка, в которой сходятся лучи после прохождения через собирающую линзу или пересекаются их продолжения после прохождения через рассеивающую. Продолжение луча — воображаемая линия, проведённая в том же направлении за пределы его пути. У рассеивающей линзы в фокусе встречаются именно продолжения, а не сами лучи. Это различие помогает правильно находить фокус на рисунке.
Линза пропускает свет, но меняет направление лучей на границах со стеклом или другим прозрачным материалом. Свет проходит из воздуха в линзу, а затем выходит из неё обратно в воздух. На каждой границе направление луча может измениться, потому что свет переходит из одной среды в другую. Поэтому луч после линзы идёт не так, как до неё.
Собирающая линза толще в середине, чем у краёв; из-за её формы параллельные лучи после прохождения через неё сходятся. Лучи меняют направление на поверхностях линзы, причём её форма направляет их к одной области за линзой. Если направить на такую линзу несколько параллельных лучей, они встретятся в одной точке. По этой причине линзу называют собирающей, а точку встречи — её фокусом.
Рассеивающая линза тоньше в середине, чем у краёв; после неё параллельные лучи расходятся. Её поверхности изменяют направление лучей так, что те удаляются друг от друга. Поэтому после линзы лучи не пересекаются в одной точке. Однако, если продолжить их пути назад прямыми линиями, продолжения встретятся с одной стороны линзы.
Параллельные лучи, направленные на линзу, помогают определить её фокус: у собирающей линзы они встречаются, а у рассеивающей — сходятся только их продолжения. Для этого сначала нужно проследить лучи после линзы, не перепутав их направления. Если лучи действительно пересеклись, точка пересечения будет фокусом собирающей линзы. Если лучи расходятся, мысленно проведи их назад: место встречи продолжений будет фокусом рассеивающей линзы.
Линзы используют в очках, лупах, фотоаппаратах и других приборах, чтобы изменять ход света и получать изображения. В этих устройствах свет проходит через одну или несколько линз, и направление лучей меняется. Благодаря этому можно, например, рассматривать предмет через лупу или получать изображение в фотоаппарате. Конкретная задача зависит от того, как линза расположена и какую роль выполняет в приборе.
| Признак | Собирающая линза | Рассеивающая линза |
|---|---|---|
| Толщина в середине и у краёв | Толще в середине, чем у краёв | Тоньше в середине, чем у краёв |
| Что происходит с параллельными лучами | После линзы сходятся | После линзы расходятся |
| Где находится фокус | В точке встречи самих лучей | В точке встречи продолжений лучей |
| Пример использования | Лупа | Очки с рассеивающей линзой |
Пользуйся таблицей, когда нужно определить вид линзы по её форме или по ходу лучей. Сначала сравни толщину середины и краёв, затем проверь, сходятся лучи или расходятся. Так ты сможешь найти и фокус, не перепутав сами лучи с их продолжениями.
Задача 1. У двух прозрачных линз одна толще в середине, а другая тоньше. Определите вид каждой линзы. Нужно сравнить не материал линз и не их общий размер, а толщину середины относительно краёв. По этому признаку устанавливается форма, связанная с действием линзы на свет.
Ответ: первая линза — собирающая, вторая — рассеивающая. Такой вывод верен, если в условии первая линза названа более толстой в середине, а вторая — более тонкой. При решении всегда соотноси каждый признак с конкретной линзой.
Задача 2. Параллельные лучи света проходят через линзу и после неё сходятся в одной точке. Как называется эта линза и эта точка? Сначала нужно установить, что происходит с лучами после прохождения через линзу. Их встреча показывает действие линзы, а точка, в которой они встретились, имеет специальное название.
Ответ: линза собирающая, точка встречи лучей — её фокус. Важно описывать именно путь лучей после линзы, а не только её внешний вид. Так ответ опирается на действие линзы и соответствует определению фокуса.
Задача 3. На схеме показаны параллельные лучи, прошедшие через линзу и разошедшиеся. Продлите их назад и укажите вид линзы и её фокус. Лучи после прохождения через линзу не встретились, поэтому искать точку пересечения прямо на их пути нельзя. Нужно мысленно продолжить каждый луч в обратную сторону.
Ответ: линза рассеивающая, а точка пересечения продолжений — её фокус. Не соединяй сами расходящиеся лучи в точке за линзой: они туда не приходят. На схеме фокус нужно отметить там, где встречаются именно продолжения.
Ошибка — путать собирающую и рассеивающую линзы. Её допускают, если запоминают только названия и не следят за лучами. Проверь себя: после собирающей линзы параллельные лучи сходятся, а после рассеивающей расходятся. Если ход лучей на схеме показывает обратное, название выбрано неверно.
Ошибка — считать, что фокус рассеивающей линзы находится там, где встречаются сами лучи. Так думают, потому что привыкли искать реальную точку встречи. Проверь себя: расходящиеся лучи продлевают назад, и в фокусе пересекаются их продолжения. Если точка лежит на самих расходящихся лучах, это не фокус рассеивающей линзы.
Ошибка — определять вид линзы только по материалу, из которого она сделана. Прозрачность позволяет свету проходить, но сама по себе не показывает, будет линза собирать лучи или рассеивать их. Проверь себя по форме и ходу лучей: важны толщина середины и действие линзы. Одинаковый материал не заменяет эту проверку.
Ошибка — перепутать толщину линзы в середине и у краёв. Это случается, когда оценивают форму на глаз, не сравнивая части между собой. Проверь себя: сначала мысленно проведи середину и края, затем сравни их толщину. Середина толще — линза собирающая, тоньше — рассеивающая.
Для понимания линз нужно знать, что свет распространяется лучами и может менять направление при переходе из одной среды в другую. Это объясняет, почему луч меняет путь на поверхности прозрачного материала. Представляя ход отдельных лучей, легче определить действие линзы и найти её фокус. Без этого знания схему с лучами трудно прочитать.
Действие линз пригодится при изучении зрения и устройства оптических приборов. Очки, лупа и фотоаппарат используют линзы, чтобы изменять ход света и получать изображения. Поэтому сравнение собирающих и рассеивающих линз помогает понять, как устроены знакомые предметы. Эти знания связывают оптику с повседневной жизнью.
Что называют линзой?
Линза — прозрачное тело, ограниченное двумя поверхностями. Она пропускает свет, но изменяет направление проходящих лучей. Это свойство используют, чтобы менять ход света и получать изображения.
Чем собирающая линза отличается от рассеивающей?
Собирающая линза сводит параллельные лучи в одну точку, а рассеивающая заставляет их расходиться. Собирающая линза толще в середине, рассеивающая — тоньше. Их различают и по форме, и по тому, как они изменяют ход лучей.
Как определить вид линзы по её форме?
Сравните толщину линзы в середине и у краёв. Если середина толще краёв, линза собирающая; если тоньше — рассеивающая. Материал сам по себе не определяет вид линзы.
Что называют фокусом линзы?
У собирающей линзы фокус — точка, в которой сходятся прошедшие через неё параллельные лучи. У рассеивающей линзы сами лучи не встречаются: в фокусе пересекаются их продолжения назад. Поэтому при поиске фокуса нужно учитывать вид линзы.
Где используют линзы?
Линзы используют в очках, лупах и фотоаппаратах, а также в других оптических приборах. Они меняют направление света, чтобы помогать рассматривать предметы или получать их изображения. В разных приборах линзы могут выполнять разные задачи.
Линза
