§ 44. Линзы. Оптическая сила линзы

Ранее мы изучали, как свет меняет направление при переходе между средами через ровную границу. В реальных устройствах гораздо чаще встречается преломление на криволинейных поверхностях. Тело из прозрачного материала, ограниченное двумя кривыми гранями, принято называть линзой. Различают выпуклые и вогнутые варианты. Линию, соединяющую центры кривизны обеих поверхностей, называют главной оптической осью. Если толщина изделия существенно меньше радиусов изгиба, его относят к тонким линзам, которые мы и будем анализировать. Точка пересечения оси с центром изделия называется оптическим центром. Иногда одна из граней оказывается плоской, что даёт дополнительные виды конструкций. Шесть основных видов собраны на рис. 1: слева (а) выпуклые — двояковыпуклая, плоско-выпуклая и вогнуто-выпуклая, у них середина толще краёв; справа (б) вогнутые — двояковогнутая, плоско-вогнутая и выпукло-вогнутая, у которых, наоборот, середина тоньше краёв.

Если пустить на двояковыпуклое изделие пучок лучей, идущих параллельно главной оси, то после прохождения через материал все они пересекутся в определённой точке. Именно поэтому такие конструкции называют собирающими. Указанную точку обозначают символом F и называют фокусом. Отрезок от оптического центра до этой точки равен фокусному расстоянию, которое также маркируют той же буквой.