Что представляют собой линзы в физике?
Под этим понятием подразумевают абсолютно любой объект, который способен изменять направление распространения электромагнитного излучения. Это общее определение линз в физике, под которое попадают оптические стекла, магнитные и гравитационные линзы.
В данной статье главное внимание будет уделено именно оптическим стеклам, которые представляют собой объекты, изготовленные из прозрачного материала, и ограниченные двумя поверхностями. Одна из этих поверхностей обязательно должна иметь кривизну (то есть являться частью сферы конечного радиуса), в противном случае объект не будет обладать свойством изменения направления распространения световых лучей.
Действительные и мнимые изображения
Точечный источник света называется действительным объектом, а точка сходимости пучка лучей, выходящего из линзы, является его действительным изображением.
Важное значение имеет массив точечных источников, распределенных на, как правило, плоской поверхности. Примером может служить рисунок на матовом стекле, подсвеченный сзади. Другим примером является диафильм, освещенный сзади так, чтобы свет от него проходил через линзу, многократно увеличивающую изображение на плоском экране.
В этих случаях говорят о плоскости. Точки на плоскости изображения 1:1 соответствуют точкам на плоскости объекта. То же относится и к геометрическим фигурам, хотя полученная картинка может быть перевернутой по отношению к объекту сверху вниз или слева направо.
Схождение лучей в одной точке создает действительное изображение, а расхождение – мнимое. Когда оно четко очерчено на экране – оно действительное. Если же изображение можно наблюдать, только посмотрев через линзу в сторону источника света, то оно называется мнимым. Отражение в зеркале – мнимое. Картину, которую можно увидеть через телескоп – тоже. Но проекция объектива камеры на пленку дает действительное изображение.
Принцип работы линзы
Суть работы этого незамысловатого оптического объекта заключается в явлении преломления солнечных лучей. В начале XVII века знаменитый голландский физик и астроном Виллеброрд Снелл ван Ройен опубликовал закон преломления, который в настоящее время носит его фамилию. Формулировка этого закона следующая: когда солнечный свет переходит через границу раздела двух оптически прозрачных сред, то произведение синуса угла падения между лучом и нормалью к поверхности на коэффициент преломления среды, в которой он распространяется, является величиной постоянной.
Для пояснения вышесказанного приведем пример: пусть свет падает на поверхность воды, при этом угол между нормалью к поверхности и лучом равен θ1. Затем, световой пучок преломляется и начинает свое распространение в воде уже под углом θ2 к нормали к поверхности. Согласно закону Снелла получим: sin(θ1)*n1 = sin(θ2)*n2, здесь n1 и n2 — коэффициенты преломления для воздуха и воды, соответственно. Что такое коэффициент преломления? Это величина, показывающая, во сколько раз скорость распространения электромагнитных волн в вакууме больше таковой для оптически прозрачной среды, то есть n = c/v, где c и v — скорости света в вакууме и в среде, соответственно.
Физика возникновения преломления заключается в выполнении принципа Ферма, согласно которому свет движется таким образом, чтобы за наименьшее время преодолеть расстояние от одной точки к другой в пространстве.
Определение диоптрии
Оптическая сила определяет способность собирать лучи в одну точку линзой. Формула силы оптической P согласно определению записывается следующим образом:
P = 1/f’.
Чем больше фокусное расстояние изображения f’, тем меньше величина P. Измеряется она в обратных метрах. В физике для нее существует собственное название — диоптрия. Если параллельные лучи падают на оптический объект и, пройдя через него, собираются в точку, которая находится от оптического центра на расстоянии 1 метр, говорят об оптической силе в 1 диоптрию (1 дп). Как видно, 1 дп — это небольшая величина.
Поскольку для рассеивающих линз f’ является отрицательной величиной, то значение P для них будет меньше нуля.
Формулу для оптической силы можно переписать в таком виде:
P = 1/f’ = (n’ — 1)*(1/R1 — 1/R2).
Таким образом, расчет величины P легко проводить, если знать радиусы кривизны линзы и коэффициент преломления вещества, из которого она изготовлена.
Виды линз
Вид оптической линзы в физике определяется исключительно формой поверхностей, которые ее образуют. От этой формы зависит направление преломления падающего на них луча. Так, если кривизна поверхности будет положительной (выпуклой), то по выходе из линзы световой пучок будет распространяться ближе к ее оптической оси (см. ниже). Наоборот, если кривизна поверхности является отрицательной (вогнутой), тогда пройдя через оптическое стекло, луч станет удаляться от его центральной оси.
Отметим еще раз, что поверхность любой кривизны преломляет лучи одинаково (согласно закону Стелла), но нормали к ним имеют разный наклон относительно оптической оси, в результате получается разное поведение преломленного луча.
Линза, которая ограничена двумя выпуклыми поверхностями, называется собирающей. В свою очередь, если она образована двумя поверхностями с отрицательной кривизной, тогда она называется рассеивающей. Все остальные виды оптических стекол связаны с комбинацией указанных поверхностей, к которым добавляется еще и плоскость. Каким свойством будет обладать комбинированная линза (рассеивающим или собирающим), зависит от суммарной кривизны радиусов ее поверхностей.
Виды и типы
Существует огромное многообразие оптических линз. Однако все они могут быть сгруппированы по определенным физическим критериям:
- Толщина. Существуют стекла тонкие и толстые в сравнении с радиусами кривизны R1 и R2 образующих объект поверхностей и с расстояниями до предмета s и его изображения s’. На практике чаще всего используют тонкие линзы.
- Поведение. Они бывают выпуклые и вогнутые. Первые собирают падающий на них пучок света, вторые его рассеивают. Собирающие линзы принято называть положительными, а рассеивающие — отрицательными. Из-за этих особенностей их поведения формируемые изображения могут быть либо реальными, либо мнимыми.
- Форма. В зависимости от радиусов кривизны выделяют выпуклые с двух сторон, выпукло-вогнутые и вогнутые с двух сторон. Здесь первые и третьи линзы всегда являются собирающими и рассеивающими, соответственно. Что касается выпукло-вогнутых стекол, то их поведение будет зависеть от взаимоотношения радиусов кривизны. Например, если вогнутый радиус меньше выпуклого, то такая линза будет рассеивать, а не собирать световые лучи. Толщина выпуклого оптического стекла больше в его центре, вогнутый же объект толще на своих краях, чем в центральной части.
При изучении физических свойств оптических стекол пользуются их упрощенным изображением. Выпуклые линзы показывают в виде отрезка со стрелками на его концах, обращенными наружу. Для рассеивающих стекол эти стрелки обращены внутрь.
Существует еще один критерий, который определяет характер прохождения лучей через рассматриваемые типы объектов. Речь идет о сравнении показателей преломления вещества и окружающей среды. Предполагают, что это значение для оптического объекта n’ больше, чем для среды n (n’>n). Для воздуха n=1, поэтому n’ должен быть больше 1.
Элементы линзы и свойства лучей
Для построения в линзах в физике изображений необходимо познакомиться с элементами этого объекта. Они приведены ниже:
- Главная оптическая ось и центр. В первом случае имеют в виду прямую, проходящую перпендикулярно линзе через ее оптический центр. Последний, в свою очередь, представляет собой точку внутри линзы, проходя через которую, луч не испытывает преломления.
- Фокусное расстояние и фокус — дистанция между центром и точкой на оптической оси, в которую собираются все падающие на линзу параллельно этой оси лучи. Это определение верно для собирающих оптических стекол. В случае рассеивающих линз собираться в точку будут не сами лучи, а мнимое их продолжение. Эта точка называется главным фокусом.
- Оптическая сила. Так называется величина, обратная фокусному расстоянию, то есть D = 1/f. Измеряется она в диоптриях (дптр.), то есть 1 дптр. = 1 м-1.
Ниже приводятся основные свойства лучей, которые проходят через линзу:
- пучок, проходящий через оптический центр, не изменяет направления своего движения;
- лучи, падающие параллельно главной оптической оси, изменяют свое направление так, что проходят через главный фокус;
- лучи, падающие на оптическое стекло под любым углом, но проходящие через его фокус, изменяют свое направление распространения таким образом, что становятся параллельными главной оптической оси.
Приведенные выше свойства лучей для тонких линз в физике (так их называют, потому что не важно, какими сферами они образованы, и какой толщиной обладают, имеют значение только оптические свойства объекта) используются для построения изображений в них.
Линзы Френеля
Линзы Френеля состоят из отдельных примыкающих друг к другу концентрических колецевидной формы сегментов. Свое название они получили в честь французского физика Огюстена Френеля, впервые предложившего и реализовавшего на практике такую конструкцию в осветительных приборах маяков. Оптический эффект от таких линз сопоставим с эффектом использования традиционных линз схожей формы или кривизны.
Однако линзы Френеля обладают рядом преимуществ, из-за которых они находят широкое применение в осветительных конструкциях. В частности, они значительно тоньше и дешевле в изготовлении по сравнению с собирающими линзами. Этими особенностями не преминули воспользоваться дизайнеры Франсиско Гомес Пас и Паоло Риццатто в работе над ярким и волшебным модельным рядом Luceplan Hope.
Выполненные из легкого и тонкого поликарбоната, «листы» Hope, как их называет Гомес Паз, представляют собой не что иное, как тонкие и большие рассеивающие линзы Френеля, создающие волшебное, искристое и объемное свечение за счет покрытия поликарбонатной пленкой, текстурированной микропризмами.
Паоло Риццатто так описал проект: «Почему хрустальные люстры потеряли свою актуальность? Потому что слишком дороги, очень сложны в обращении и производстве. Мы же разложили саму идею на составляющие и осовременили каждую из них».
А вот что рассказал по этому поводу его коллега: «Несколько лет назад наше внимание привлекли чудесные возможности линз Френеля. Их геометрические особенности позволяют получить те же оптические свойства, что и у обычных линз, но на абсолютно плоской поверхности лепестков.
Однако применение линз Френеля для создания подобных уникальных продуктов, сочетающих в себе великолепный дизайнерский проект с современными технологическими решениями, встречается все же нечасто.
Широкое применение такие линзы нашли в освещении сцен прожекторами, где они позволяют создать неравномерное световое пятно с мягкими краями, отлично смешиваясь с общей световой композицией. В наше время они также получили распространение и в архитектурных схемах освещения, в тех случаях, если требуется индивидуальная регулировка угла света, когда расстояние между освещаемым объектом и светильником может меняться.
Оптические показатели линзы Френеля ограничены так называемой хроматической аберрацией, образующейся на стыках ее сегментов. Из-за неё на краях изображений предметов появляется радужная кайма. Тот факт, что кажущаяся недостатком особенность линзы была превращена в достоинство в очередной раз подчеркивает силу новаторской мысли авторов и их отношение к деталям.
Осветительная конструкция маяка, в которой применяются линзы Френеля. На снимке хорошо видна кольцевая структура линзы.
Изображения в оптических стеклах: как строить?
Ниже приведен рисунок, где подробно разобраны схемы построения изображений в выпуклой и вогнутой линзах объекта (красной стрелки) в зависимости от его положения.
Из анализа схем на рисунке следуют важные выводы:
- Любое изображение строится всего на 2-х лучах (проходящем через центр и параллельном главной оптической оси).
- Собирающие линзы (обозначаются со стрелками на концах, направленными наружу) могут давать как увеличенное, так и уменьшенное изображение, которое в свою очередь может быть реальным (действительным) или мнимым.
- Если предмет расположен в фокусе, то линза не образует его изображения (см. нижнюю схему слева на рисунке).
- Рассеивающие оптические стекла (обозначаются стрелками на их концах, направленными внутрь) дают независимо от положения предмета всегда уменьшенное и мнимое изображение.
Собирающие линзы
Собирающие линзы направляют свет от расположенного в фокальной точке источника в параллельный пучок света. Как правило, они применяются в осветительных конструкциях вместе с отражателем. Отражатель направляет световой поток в виде луча в нужном направлении, а линза — концентрирует (собирает) свет. Расстояние между собирающей линзой и источником света обычно варьируется, что позволяет регулировать угол, который нужно получить.
Система из и источника света и собирающей линзы (слева) и аналогичная система из источника и линзы Френеля (справа). Угол светового потока можно менять путем изменения расстояния между линзой и источником света.
Нахождение расстояния до изображения
Чтобы определять, на каком расстоянии появится изображение, зная положение самого предмета, приведем формулу линзы в физике: 1/f = 1/do + 1/di, где do и di — расстояние до предмета и до его изображения от оптического центра, соответственно, f — главный фокус. Если речь идет о собирающем оптическом стекле, тогда число f будет положительным. Наоборот, для рассеивающей линзы f — отрицательное.
Воспользуемся этой формулой и решим простую задачу: пусть предмет находится на расстоянии do = 2*f от центра собирающего оптического стекла. Где появится его изображение?
Из условия задачи имеем: 1/f = 1/(2*f)+1/di. Откуда: 1/di = 1/f — 1/(2*f) = 1/(2*f), то есть di = 2*f. Таким образом, изображение появится на расстоянии двух фокусов от линзы, но уже с другой стороны, чем сам предмет (об этом говорит положительный знак величины di).
Основная формула
Существует выражение, которое позволяет определить любую характеристику оптического стекла. Оно называется фундаментальная формула линзы. Иногда его также называют уравнением изготовителя оптических стекол. Это выражение устанавливает четкую связь между расстоянием от объекта s и его изображения s’ и показателями преломления вещества линзы и окружающей среды, а также радиусами кривизны R1, R2. Сформулировать его можно так:
n/s’ — n/s = (n’-n)*(1/R1 — 1/R2).
Здесь величины s, s’, R1, R2 измеряются в метрах (м)в системе СИ. Расстояния от оптического центра до предмета (s) и до его изображения (s’) могут быть как положительными, так и отрицательными. Знак определяется следующим образом: если объект находится перед линзой, то есть слева на рисунке, то он берется со знаком -, если справа, то со знаком +.
Фундаментальное уравнение можно найти самостоятельно, если рассмотреть преломление одного луча через каждую из искривленных поверхностей. Это выражение справедливо для всех типов рассматриваемых объектов.
Краткая история
Любопытно привести этимологию слова «линза». Оно ведет происхождение от латинских слов lens и lentis, что означает «чечевица», поскольку оптические объекты по своей форме действительно похожи на плод этого растения.
Преломляющая способность сферических прозрачных тел была известна еще древним римлянам. Для этой цели они применяли круглые стеклянные сосуды, наполненные водой. Сами же стеклянные линзы начали изготавливаться только в XIII веке в Европе. Использовались они в качестве инструмента для чтения (современные очки или лупа).
Активное использование оптических объектов при изготовлении телескопов и микроскопов относится к XVII (в начале этого века Галилей изобрел первый телескоп). Отметим, что математическая формулировка закона преломления Стелла, без знания которой невозможно изготавливать линзы с заданными свойствами, была опубликована голландским ученым в начале того же XVII века.
Как расшифровать рецепт на очки
Во время консультации офтальмолога проводятся диагностические тесты. Определяется острота зрения, рефракционная способность и другие показатели с помощью применения диагностических таблиц и авторефрактометрии.
После завершения всех исследований пациенту выдается на руки рецепт для очков. Он содержит в себе обозначения, состоящие из латинских букв. Каждое из них имеет свое определение:
- OD. Указывает на все показатели для правого глаза.
- OS. Обозначение для левого глаза. Все критерии находятся чуть ниже обозначения для правого глаза.
- OU. Нарушения, которые определяются для 2 органов зрения одновременно.
- Sph. Показать, выявляемый с помощью применения диагностических таблиц. Он означает наличие миопии или гиперметропии, которая соответственно определяется со знаком минус или плюс.
- Cyl. С помощью этого показателя выявляется оптическая сила линзы, необходимая для коррекции астигматизма. Подбирается цилиндрическая разновидность линз.
- Prism. Это обозначение прописываются в том случае, если человеку необходимо подобрать призматические линзы. Они корректируют миопию, то есть близорукость.
- Ax. Показатель указывает на цилиндрический наклон линзы, который выражается в градусах, имеет значение от 0 до 180.
- Add. Обозначение разницы между самой ближней и дальней точкой, которые человек видит четко. Это измерение необходимо тем людям, у которых одновременно развивается близорукость и дальнозоркость. В этом случае подбираются бифокальные или прогрессивные линзы.
- Dd. Обозначение для расстояния между двумя зрачками. Это необходимо для выявления центра линзы, через которую будет смотреть зрачок.
Врач-офтальмолог выявляет степень остроты зрения человека и выписывает рецепт. Чтобы получить очки, необходимо с этим рецептом отправиться в оптику. Там будут изготавливаться оптические средства индивидуально для пациента.
Покрытие линз
Чтобы дополнительно защитить органы зрения, можно использовать разные функции очков:
- Защита от ультрафиолета. Это различные типы солнцезащитных очков с защитой от 0 до 4 единиц. Чем выше показатель, тем выше защита для глаз. Такое напыление образуется сверху, поэтому легко царапается. Очки необходимо постоянно носить в футляре, чтобы предупредить механическое повреждение.
- Антибликовое покрытие. Применяется для людей, работающих за компьютером или управляющих автотранспортным средством. Такое покрытие защищает от длинноволновых лучей, отражающихся от поверхности.
- Поляризационное покрытие. Необходимо для людей, часто пользующихся автотранспортным средством. Предотвращает воздействие вертикальных и горизонтальных лучей, полученных от фар, отражательных поверхностей, яркого неба.
- Гидрофобное покрытие. Необходимо при частых сменах температурных условий, чтобы в процессе эксплуатации линзы не запотевали.
- Упрочняющее покрытие. При использовании таких элементов увеличивается срок эксплуатации моделей очков.
При выборе покрытия для линз необходимо учитывать род деятельности человека. Если он часто пользуется автотранспортным средством, лучше выбрать поляризационные очки. Если же человек много часов работает за компьютером, подойдет антибликовое покрытие.
Материалы и режимы ношения
Одними из основных характеристик линз являются материал, из которого они выполнены, и режим эксплуатации. Большинство из них изготавливаются из гидрогелевых и силикон-гидрогелевых составляющих. Гидрогелевые не содержат силикона, а их главным компонентом является вода, которая испаряется при ношении, что приводит к снижению влаги и количества кислорода, которые поступают к роговице. По этим причинам в большинстве своем они являются однодневными и не рекомендуются к использованию на срок более 12 часов подряд.
Однодневные контактные линзы 1-Day Acuvue Moist
Силикон-гидрогелевые, как понятно из названия, отличаются наличием в составе силикона. Но это еще далеко не все различия. Процент кислородопроницаемости у них очень высок и может достигать до 170 единиц, в то время, как для полноценного обеспечения глазам достаточно и 80 единиц. Однако из-за как правило низкого количества влаги повышается потребность в медицинских растворах и специальных каплях. Пользоваться силикон-гидрогелевыми линзами можно длительный период времени, в некоторых продуктах он доходит до полугода.
Традиционные контактные линзы Ultra Flex Tint
Что касается режима замены, то специалисты выделяют: дневной, гибкий и пролонгированный. Первый подразумевает эксплуатацию исключительно в дневное время. Гибкий позволяет обладателю не снимать их на одну или даже две ночи. Пролонгированный режим дает возможность носить офтальмологические изделия не снимая в течение недели, а некоторые из них разрешены к непрерывному пользованию до одного месяца.
Дизайн линз
Существуют 3 основные разновидности дизайна линз. Их подбирает офтальмолог совместно с пациентом:
- Сферические. Такие модели имеют выпуклости и вогнутости. Так, например, при гиперметропии рекомендовано подобрать двояковыпуклую линзу, чтобы смотреть на предметы вблизи. Если же у человека наблюдается близорукость, линзы должны быть двояковогнутыми. Такие модели подбираются для людей с сильно сниженной остротой зрения. В них лицо выглядит не эстетично, так как визуально глаза сильно увеличиваются или уменьшаются.
- Асферические. Такая модель наиболее часто представлена на офтальмологическом рынке. Поверхность линзы отличается от формы сферы. С помощью этой особенности модель не искажается форму и качество окружающих предметов. Такие линзы не имеют функцию лупы, поэтому не увеличивают или уменьшают глаза. Изготавливаются из сверхлегких материалов, поэтому практичны в использовании. Недостаток – образование бликов, что может негативно влиять на качество зрения. Можно устранить этот недостаток при помощи специальных антибликовых покрытий. Стоимость таких моделей немного дороже сферических линз.
- Би-асферические. Обе поверхности не имеют выпуклости или вогнутости. Поэтому зрение человека в таких очках наиболее четкое, нет искажения окружающих предметов. Такие линзы очень тонкие, легкие.
Специалисты рекомендуют выбирать последнюю разновидность линз, следует учитывать, что она будет дороже.
Маркировка линз
Все данные о средствах для коррекции есть на картонной коробке и пластиковых контейнерах с крышкой из металлизированной фольги. О каких параметрах информирует производитель потребителя:
- D — показателе оптической силы;
- BC — параметре базовой кривизны;
- DIA — значении диаметра;
- Dk/t —степени проницаемости воздуха.
Изображение солнца указывает на то, что глаза будут надежно защищены от ультрафиолетового излучения. Также на упаковке есть срок годности. Отсчитывается он не со времени производства, а с момента вскрытия контейнера.
ОСНОВНЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И ДИЗАЙНЫ КОНТАКТНЫХ ЛИНЗ
Дизайн контактных линз
Большинство однофокальных мягких контактных линз имеют сферический дизайн, т.е. оптическая зона их передней поверхности представляет собой часть сферы.
Однако в последнее время появились контактные линзы асферического дизайна. Оптическая зона у таких контактных линз — асферическая, т.е. кривизна ее поверхности (от нее зависит оптическая сила контактной линзы и качество зрения) постепенно уменьшается по мере удаления от центра контактной линзы к периферии.
Асферический дизайн применяется в контактных линзах для нейтрализации сферических аберраций, присущих контактной линзе и/или глазу. Асферические контактные линзы, по заявлениям их производителей, обеспечивают более высокое качество зрения.
Базовая кривизна контактной линзы
Кривизна задней поверхности контактной линзы должна наилучшим образом соответствовать кривизне роговицы глаза. Для большинства контактных линз центральная часть их задней поверхности имеет сферическую форму, которую характеризуют так называемым радиусом базовой кривизны. Радиус базовой кривизны измеряют обычно в миллиметрах. Типичные значения этого радиуса лежат в диапазоне от 7,8 до 9,5 мм. Чем меньше величина радиуса, тем «круче» будет посадка контактной линзы, и, наоборот, чем больше радиус кривизны, тем более плоской будет посадка контактной линзы.
Диаметр контактной линзы
Диаметром контактной линзы называется расстояние от одного края контактной линзы до противоположного (через ее центр). Обычно мягкие контактные линзы имеют диаметр от 13,0 до 15,0 мм. Наиболее часто применяются контактные линзы с диаметром от 13,8 мм до 14,5 мм. Радиус базовой кривизны и диаметр контактной линзы — основные геометрические параметры контактной линзы, которые используются врачом при подборе контактных линз пациенту.
Оптическая зона контактной линзы
Оптическая зона — это центральная часть контактной линзы, которая обладает заданной оптической силой. Типичные размеры оптической зоны лежат в диапазоне 8-14 мм, для цветных контактных линз оптическая зона может уменьшаться до 5 мм (неокрашенная зона зрачка).
Толщина контактной линзы в центре
Под толщиной в центре понимают толщину контактной линзы в геометрическом центре контактной линзы. Обычно плюсовые контактные линзы толстые в центре и тонкие по краю, а минусовые, наоборот, тонкие в центре и толстые по краю. Толщина в центре зависит также от содержания воды в материале и размера оптической зоны. Некоторые современные контактные линзы имеют минимальную толщину в центре около 0,03 мм.
Важной характеристикой геометрии контактной линзы является также толщина и профиль края контактной линзы. Чем тоньше край контактной линзы, тем комфортнее будет ее ношение. Толщина и дизайн края контактной линзы определяются технологией производства.
Отметим также, что некоторые производители маркируют свои контактные линзы, размещая на поверхности контактных линз специальный код. Код обычно помещают на передней поверхности контактной линзы и используют для облегчения определения пациентом состояния «вывернутости» контактной линзы наизнанку (так называемый индикатор инверсии).
Неокрашенные и цветные контактные линзы
И, наконец, в настоящее время мягкие контактные линзы выпускают как неокрашенными (прозрачными), так и окрашенными. Контактные линзы могут быть лишь слегка подкрашены, что делает процедуру обращения с ними более удобной (говорят: «тонированы для удобства обращения»).
Контактные линзы могут быть окрашены более интенсивно и такие контактные линзы усиливают естественный цвет глаз. Полупрозрачные цветные контактные линзы любят носить, в основном, пациенты со светлыми глазами для придания своим глазам особой выразительности.
Контактные линзы могут также иметь интенсивную окраску (делающую их полностью непрозрачными вне области зрачка), способную кардинально изменять естественный цвет глаз (причем, как светлых, так и самых темных). Контактные линзы, изменяющие или усиливающие естественный цвет глаз, называются цветными контактными линзами.
Выпускаются даже контактные линзы с различными забавными цветными рисунками (знак доллара, «кошачий глаз» и др.), которые особенно популярны у молодежи. Их также относят к цветным контактным линзам. Подробнее про цветные контактные линзы можно прочитать в статье «Цветные контактные линзы».
Астрономическая труба Кеплера и земная труба Галилея
Рассмотрим частный случай – телескопический ход лучей в системе из 2-х линз, когда и предмет, и 2-е изображение расположены на бесконечно больших расстояниях друг от друга. Телескопический ход лучей выполняется в зрительных трубах: земной трубе Галилея и астрономической трубе Кеплера.
Тонкая линза имеет некоторые недостатки, которые не позволяют получать изображения высокого разрешения.
Определение 14
Аберрация – это искажение, которое возникает в процессе формирования изображения. В зависимости от расстояния, на котором проводится наблюдение, аберрации могут быть сферическими и хроматическими.
Смысл сферической аберрации в том, что при широких световых пучках лучи, находящиеся на далеком расстоянии от оптической оси, пересекают ее не в месте фокуса. Формула тонкой линзы действует лишь для лучей, которые находятся близко к оптической оси. Изображение удаленного источника, которое создается широким пучком лучей, преломленных линзой, размыто.
Смысл хроматической аберрации в том, что на показатель преломления материала линзы влияет длина световой волны λ. Данное свойство прозрачных сред называют дисперсией. Фокусное расстояние линзы различно для света с различными длинами волн. Данный факт приводит к размытию изображения при излучении немонохроматического света.
Современные оптические приборы оснащены не тонкими линзами, а сложными линзовыми системами, в которых есть возможность исключить некоторые искажения.
В таких приборах, как фотоаппараты, проекторы и т.д., используются собирающие линзы для формирования действительных изображений предметов.
