Вопрос 7. Понятие линзы, ее основные элементы, виды линз. Основные оптические явления: интерференция, дифракция, дисперсия, поляризация.

Ли́нза — деталь из прозрачного однородного материала, ограниченная двумя полированными преломляющими поверхностями вращения, например, сферическими или плоской и сферической. Любую линзу в разрезе можно представить, как две поставленные друг на друга призмы. В зависимости от того, какой стороной они соприкасаются друг с другом, будет различаться и оптическое действие линзы, а также ее вид (выпуклая или вогнутая). Существует только два основных вида линз:вогнутые и выпуклые, также их называют рассеивающими и собирающими. Они позволяют разделить пучок света или наоборот сконцентрировать его в одной точке на определенном фокусном расстоянии. Выпуклая линза имеет тонкие края и утолщенный центр, благодаря чему в разрезе представляется как две соединенные основаниями призмы. Эта ее особенность позволяет собирать все лучи света, попадающие под разными углами, на одну точку в центре. Именно такими приспособлениями пользовались римляне для разжигания огня, поскольку сфокусированные лучи солнечного света позволяли создать на небольшом участке легко воспламеняемого предмета очень высокую температуру.Что касается вогнутой (рассеивающей) линзы, то ее края наоборот более толстые, чем середина. Ее можно представить, как две призмы, соединенные вершинами. Благодаря этому все лучи, которые попадают на такую линзу, будут рассеиваться от центра к краям. Виды линз:1. Собирающие (двояковыпуклая, плоско-выпуклая,вогнуто-выпуклая). 2.Рассеивающие(двояковогнутая, плоско-вогнутая,выпукло-вогнутая).

ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ света — это явление, возникающее при совместном воздействии двух и более источников света, при котором их лучи либо усиливают, либо ослабляют друг друга. Это происходит в зависимости от соотношения между фазами взаимодействующих световых волн. На данном явлении работают интерферометры —приборы для высокоточных измерений, в частности, для определения толщины пленок, пластин, слоев жидкости и т. п. На явлении интерференции света основано просветление оптики, в том числе и объективов фотоаппаратов. Просветление состоит в том, что на поверхности линз наносят прозрачную тончайшую пленку из материала с показателем преломления, отличающимся от показателя преломления стекла линзы. Действие просветления заключается в том, что происходит интерференция лучей, отраженных от обеих поверхностей пленки. В результате происходит как бы гашение одних лучей другими, поверхность пленки уменьшает отражение света линзой. Полное гашение может быть достигнуто лишь для определенной длины волны. Поэтому для достижения наибольшего эффекта просветления толщину пленки подбирают для самого яркого желто-зеленого участка спектра, имеющего длину волны 556 нм. При этом полностью гасится отражение света с данной длиной волны и существенно ослабляется свет соседних участков спектра. Остальной же свет отражается, благодаря этому, мы видим что просветляющая пленка имеет фиолетовый оттенок.

Дифракция (от лат. diffractus - разломанный) – это огибание волнами встречных препятствий, то есть отклонение от прямолинейности распространения света при прохождении через отверстия малых размеров. Дифракция в чистом виде наблюдается в том случае, когда диаметр этого отверстия соизмерим с длиной волны света. Во всех остальных случаях можно наблюдать лишь частичную дифракцию Дифракция наблюдается при прохождении света через диафрагму объектива или осветителя, при этом диафрагмируют только те лучи, которые проходят у края диафрагмы. По этой же причине, если сильно задиафрагмировать объектив (до 1:8 и меньше), то во время съемки не только не повышается резкость изображения, но она может даже снизится. Дифракция имеет фундаментальное значение для микроскопии. Размытые детали на границах изображения структур рассматриваемого препарата – это следствие рассеяния света. Рассеивание происходит в основном вследствие дифракции, вызываемой препаратом.

Поляризация .Световые лучи представляют собой электромагнитные волны, колебания которых происходят в направлении, перпендикулярном направлению луча. Некоторые вещества пропускают (поглощают) свет по-разному, в зависимости от направления колебаний световой волны по отношению к определенной плоскости. Такие вещества могут пропускать лучи с колебаниями только в одной плоскости, и тогда, пройдя через это вещество, свет становится плоскополяризованным. Вводя пластинку такого вещества в микроскоп между источником света и препаратом, исследователь получает возможность наблюдать, как влияет его препарат на плоскополяризованный свет. Поляризация света наблюдается на границе раздела двух прозрачных сред при отражении и преломлении лучей. Оказывается, колебания, параллельные границе раздела, большей частью остаются в отраженном луче, а перпендикулярные им колебания - в преломленном луче. Таким образом, отраженный и преломленный лучи оказываются частично поляризованными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Степень их поляризаций зависит от угла падения . Наибольшая поляризация получается, когда отраженный и преломленный лучи составляют угол 90°. n В этом случае отраженный луч оказывается полностью поляризованным, а преломленный - только частично. Это свойство света используется при исследовании объектов в поляризованном свете. Помещая образец на столик микроскопа, и вращая образец, можно получить поляризованный отраженный свет и, таким образом, информацию о специфических особенностях исследуемого образца. По особенностям свечения в поляризованном свете различают, например, природу синтетических волокон.

Зависимость абсолютного показателя преломления света в веществе от длины волны называется дисперсией и является характеристикой материала линзы. Явление дисперсии вызвано тем, что сложный свет, состоящий из лучей с различной длиной волны, разлагается в спектр, так как они неодинаково преломляются. Наиболее сильно преломляются и отклоняются от первоначального направления фиолетовые лучи, меньше — красные. Стекла с различной дисперсией используются для коррекции аберраций в системах линз. Чтобы избежать нечеткого изображения вследствие влияния границы «стекло - воздух», используют иммерсионное масло, имеющее тот же показатель преломления, что и стекло.