Рассмотрим, как преломляется световой луч линзами — оптическими деталями, из которых состоит любой из фотографических объективов, с которыми имеет дело и фотограф на свадьбу, и фотограф-журналист, и просто любитель. Линзы имеют с одной или с двух сторон сферические поверхности. При этом плоская поверхность линзы тоже может рассматриваться как сферическая с бесконечно большим радиусом. Кроме линз, в состав объективов входят иногда сферические зеркала, способность которых к изменению направления световых лучей аналогична свойствам линз.

Прямая линия, соединяющая центры сферических поверхностей, образующих линзу, носит название главной оптической оси линзы. В объективе, состоящем из нескольких линз, их оптические оси совпадают, образуя главную оптическую ось объектива. Точки пересечения главной оптической оси с поверхностями линзы называются вершинами линзы. Расстояние между вершинами линзы является ее осевой толщиной.

В соответствии с законом преломления света на границах раздела сред направление луча изменяется — луч приближается к основанию призмы.

Двояковыпуклую линзу легко представить состоящей из большого количества тонких призм, для которых также будет сохраняться закон преломления света. Очевидно, что все параллельные лучи, пройдя через эти тонкие призмы, будут сближаться, а поскольку в действительности линза имеет плавно изгибающиеся поверхности, то лучи сойдутся в одной точке, лежащей на главной оптической оси линзы. Эта точка называется фокусом линзы, а расстояние от оптического центра линзы до нее — фокусным расстоянием линзы, обозначаемым буквой I.

Эти рассуждения справедливы для параллельного пучка световых лучей, т. е. для лучей, идущих от бесконечно удаленной светящейся точки параллельно главной оптической оси линзы. Прошедшие через линзу лучи сходятся, образуя действительное изображение этой светящейся точки. Если в месте схождения светового пучка установить и чем больше кривизна их поверхностей, тем сильнее эти линзы будут преломлять лучи, тем меньше будет их фокусное расстояние.

В оптике для обозначения оптической силы линз была введена специальная единица измерения -— диоптрия. За 1 диоптрию была принята оптическая сила D такой линзы, фокусное расстояние которой составляет 1 м. Если линза положительная, то диоптрийность имеет положительный знак, если линза отрицательная — ее диоптрийность отрицательная. При этом взаимосвязь между фокусным расстоянием и оптической силой линзы выражается формулой D=1/f, где 1 выражено в метрах. Так, оптическая сила объектива, имеющего фокусное расстояние 5 см, Что равно 1/20 м, составляет +20 диоптрий.

Выражение оптической силы линз и их систем в диоптриях оказалось очень удобным, поскольку существенно упростило все расчеты: вместо сложных математических действий оказалось достаточным, например, суммировать оптические силы компонентов при их соединении. В диоптриях измеряют и маркируют оптическую силу насадочных линз, используемых для съемки с близких расстояний, и оптическую силу стекол для очков.

Статья подготовлена сайтом www.andrvol.ru