Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

Линзы. Ход лучей

Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: линзы

Преломление света широко используется в различных оптических приборах: фотоаппаратах, биноклях, телескопах, микроскопах. . . Непременной и самой существенной деталью таких приборов является линза.

Линза – это оптически прозрачное однородное тело, ограниченное с двух сторон двумя сферическими (или одной сферической и одной плоской) поверхностями.

Линзы обычно изготавливаются из стекла или специальных прозрачных пластмасс. Говоря о материале линзы, мы будем называть его стеклом – особой роли это не играет.

Двояковыпуклая линза

Рассмотрим сначала линзу, ограниченную с обеих сторон двумя выпуклыми сферическими поверхностями (рис. 1). Такая линза называется двояковыпуклой. Наша задача сейчас – понять ход лучей в этой линзе.

Рис. 1. Преломление в двояковыпуклой линзе

Проще всего обстоит дело с лучом, идущим вдоль главной оптической оси – оси симметрии линзы. На рис. 1 этот луч выходит из точки . оптическая ось перпендикулярна обеим сферическим поверхностям, поэтому данный луч идёт сквозь линзу, не преломляясь.

Теперь возьмём луч , идущий параллельно главной оптической оси. В точке падения
луча на линзу проведена нормаль к поверхности линзы; поскольку луч переходит из воздуха в оптически более плотное стекло, угол преломления меньше угла падения . Следовательно, преломлённый луч приближается к главной оптической оси.

В точке выхода луча из линзы также проведена нормаль . Луч переходит в оптически менее плотный воздух, поэтому угол преломления больше угла падения ; луч
преломляется опять-таки в сторону главной оптической оси и пересекает её в точке .

Таким образом, всякий луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе приближается к главной оптической оси и пересекает её. На рис. 2 изображена картина преломления достаточно широкого светового пучка, параллельного главной оптической оси.
Рис. 2. Сферическая аберрация в двояковыпуклой линзе

Как видим, широкий пучок света не фокусируется линзой: чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе он пересекает главную оптическую ось после преломления. Это явление называется сферической аберрацией и относится к недостаткам линз – ведь хотелось бы всё же, чтобы линза сводила параллельный пучок лучей в одну точку.

Точная фокусировка широкого пучка действительно возможна, но для этого поверхность линзы должна иметь не сферическую, а более сложную форму. Шлифовать такие линзы – дело трудоёмкое и нецелесообразное. Проще уж изготавливать сферические линзы и бороться с появляющейся сферической аберрацией.Кстати, аберрация называется сферической как раз потому, что возникает в результате замены оптимально фокусирующей сложной несферической линзы на простую сферическую.

Весьма приемлемой фокусировки можно добиться, если использовать узкий световой пучок, идущий вблизи главной оптической оси. Тогда сферическая аберрация почти незаметна – посмотрите на рис. 3.

Рис. 3. Фокусировка узкого пучка собирающей линзой

Хорошо видно, что узкий пучок, параллельный главной оптической оси, после прохождения линзы собирается приблизительно в одной точке . По этой причине наша линза носит название собирающей.

Точка называется фокусом линзы. Вообще, линза имеет два фокуса, находящиеся на главной оптической оси справа и слева от линзы. Расстояния от фокусов до линзы не обязательно равны друг другу, но мы всегда будем иметь дело с ситуациями, когда фокусы расположены симметрично относительно линзы.

Двояковогнутая линза

Теперь мы рассмотрим совсем другую линзу, ограниченную двумя вогнутыми сферическими поверхностями (рис. 4). Такая линза называется двояковогнутой. Так же, как и выше, мы проследим ход двух лучей, руководствуясь законом преломления.

Рис. 4. Преломление в двояковогнутой линзе

Луч, выходящий из точки и идущий вдоль главной оптической оси, не преломляется – ведь главная оптическая ось, будучи осью симметрии линзы, перпендикулярна обеим сферическим поверхностям.

Луч , параллельный главной оптической оси, после первого преломления начинает удаляться от неё (так как при переходе из воздуха в стекло ), а после второго преломления удаляется от главной оптической оси ещё сильнее (так как при переходе из стекла в воздух ).

Двояковогнутая линза преобразует параллельный пучок света в расходящийся пучок (рис. 5) и называется поэтому рассеивающей.

Здесь также наблюдается сферическая аберрация: продолжения расходящихся лучей не пересекаются в одной точке. Мы видим, что чем дальше от главной оптической оси расположен падающий луч, тем ближе к линзе пересекает главную оптическую ось продолжение преломлённого луча.

Как и в случае двояковыпуклой линзы, сферическая аберрация будет практически незаметна для узкого приосевого пучка (рис. 6). Продолжения лучей, расходящихся от линзы, пересекаются приблизительно в одной точке – в фокусе линзы .

Если такой расходящийся пучок попадёт в наш глаз, то мы увидим за линзой светящуюся точку! Почему? Вспомните, как возникает изображение в плоском зеркале: наш мозг обладает способностью продолжать расходящиеся лучи до их пересечения и создавать в месте пересечения иллюзию светящегося объекта (так называемое мнимое изображение). Вот именно такое мнимое изображение, расположенное в фокусе линзы, мы и увидим в данном случае.

Рис. 5. Сферическая аберрация в двояковогнутой линзе
Рис. 6. Преломление узкого пучка в рассеивающей линзе

Виды собирающих и рассеивающих линз

Мы рассмотрели две линзы: двояковыпуклую линзу, которая является собирающей, и двояковогнутую линзу, которая является рассеивающей. Существуют и другие примеры собирающих и рассеивающих линз.

Полный набор собирающих линз представлен на рис. 7.

Помимо известной нам двояковыпуклой линзы, здесь изображены:плосковыпуклая линза, у которой одна из поверхностей плоская, и вогнуто-выпуклая линза, сочетающая вогнутую и выпуклую граничные поверхности.

Обратите внимание, что у вогнуто-выпуклой линзы выпуклая поверхность в большей степени искривлена (радиус её кривизны меньше); поэтому собирающее действие выпуклой преломляющей поверхности перевешивает рассеивающее действие вогнутой поверхности, и линза в целом оказывается собирающей.

Все возможные рассеивающие линзы изображены на рис. 8.

Наряду с двояковогнутой линзой мы видим плосковогнутую (одна из поверхностей которой плоская) и выпукло-вогнутую линзу. Вогнутая поверхность выпукло-вогнутой линзы искривлена в большей степени, так что рассеивающее действие вогнутой границы преобладает над собирающим действием выпуклой границы, и в целом линза оказывается рассеивающей.
Рис. 7. Собирающие линзы
Рис. 8. Рассеивающие линзы

Попробуйте самостоятельно построить ход лучей в тех видах линз, которые мы не рассмотрели, и убедиться, что они действительно являются собирающими или рассеивающими. Это отличное упражнение, и в нём нет ничего сложного – ровно те же самые построения, которые мы проделали выше!

Источник: https://ege-study.ru/ru/ege/materialy/fizika/linzy-xod-luchej/

Двояковыпуклая линза при дальнозоркости

Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

Чаще всего при изготовлении очков применяются сферические линзы.

Двояковыпуклая (положительная) линза применяется для коррекции дальнозоркости, а двояковогнутая (отрицательная) линза применяется для коррекции близорукости.

Эти линзы не устраивают ни оптиков, ни пациентов, так как их толщина от центра к периферии сильно изменяется. Эти линзы трудно точить, и косметически они не привлекательны.

Поэтому для очков стали применять линзы, у которых одна сторона сферическая, а другая плоская. У такой положительной линзы передняя поверхность выпуклая, а задняя, обращенная к пациенту – плоская.

У отрицательной линзы плоской делали переднюю поверхность, а заднюю – вогнутой. То есть каждый раз вершина кривой поверхности обращена кпереди.

Эти линзы удобнее двояковыпуклых и двояковогнутых, но тоже оставляют желать лучшего, особенно это проявляется при высоких рефракциях, то есть при оптической силе линз больше 3Д (трех диоптрий).

Наконец, в последнее время стали применять линзы-мениски. У этих линз передняя поверхность выпуклая, а задняя поверхность вогнутая.

При этом кривизна обеих поверхностей и толщина линзы в центре и на периферии специально рассчитываются компьютером таким образом, что эти линзы действуют как рассеивающие или собирающие. Линзы-мениски обладают целым рядом преимуществ: они не такие толстые, их легче точить, они лучше держатся в оправе и косметически более привлекательны.

Если у линзы-мениска обе поверхности имеют одинаковый радиус кривизны, то такая линза не имеет фокуса. Она называется афокальная. Она не меняет направление лучей, но может изменять размер изображения.

Если афокальную линзу повернуть к себе выпуклой поверхностью, она будет увеличивать изображение, если же направить к себе ее вогнутую поверхность – изображение уменьшится.

Практически эти линзы используют как увеличительные стекла.

Все, что я до сих пор рассказывала, касалось сферических линз. Особенность их в том, что эти линзы действуют одинаково в любом своем меридиане, не имеет значения, как именно приложить их к глазу.

Другой вид линз – цилиндрические. Что такое цилиндр – известно всем.

Простейшие примеры – карандаш, стакан, скалка для теста. Что для них характерно? Есть ось цилиндра, вдоль которой преломления лучей не происходит.

Собирающее цилиндрическое стекло – это часть цилиндра. Представьте себе, что Вы расщепили карандаш вдоль на две части.

Представьте далее, что одна часть карандаша стала прозрачной – Вы получите цилиндрическую положительную линзу. Цилиндрическая отрицательная линза – это слепок с цилиндра.

Цилиндрическая линза имеет ось – это направление, в котором ее оптическое действие не проявляется, это бездействующий меридиан. В перпендикулярном оси направлении действие цилиндрической линзы не отличается от сферической линзы, это направление имеет фокус.

Оптическая сила цилиндрической линзы тоже измеряется диоптриями, это величина, обратная фокусному расстоянию действующего меридиана. Применяются цилиндрические линзы для коррекции простого астигматизма.

Далее, существуют торические линзы. У этих линз все меридианы действуют, но каждый имеет свою силу преломления.

Что такое торическая линза, я всегда объясняю на следующем простом примере. Вспомните детский резиновый мячик.

Его поверхность сферическая. А теперь представьте себе, что Вы сдавили его с боков руками.

Какую поверхность мы получим? Там, где давят руки, кривизна поверхности будет больше, следовательно, преломление будет сильнее, чем в других меридианах. Это и есть торическая поверхность.

Другие примеры торических поверхностей – наружная и внутренняя поверхности бублика, поверхность автомобильной шины и т.п. Торическая линза описывается двумя показателями: это оптическая сила ее самого сильного и самого слабого меридиана.

На упаковке торического стекла бывают написаны две строчки, например, -7 Д и -9 Д. Это значит, что данная торическая линза рассеивающая, в наименьшем ее меридиане сила преломления 7 Д, в наибольшем меридиане сила преломления 9 Д, в других меридианах сила преломления находится в промежутке между этими крайними степенями.

Торическая линза может быть и собирающей (в обиходе говорят «плюс на плюс», то есть оба главных меридиана положительные), а может быть смешанной, то есть, один меридиан положительный, а другой отрицательный ( в обиходе – «плюс на минус»).

Применяются торические линзы для коррекции сложного и смешанного астигматизма.

Действие контактной коррекции на развитие гиперметропии

Контактные линзы для дальнозоркости помогают снять зрительное напряжение и неприятные ощущения в области глаз. Благодаря их ношению человек перестает жмуриться, у него пропадает слезотечение и исчезает покраснение. Все это помогает предупредить дальнейшее прогрессирование болезни.

К сожалению, МКЛ не в силах излечить пресбиопию или замедлить ее развитие. С их помощью можно лишь откорректировать, но не восстановить зрение. Поскольку у пожилых людей хрусталик постепенно утолщается, пресбиопия неуклонно прогрессирует.

У детей при близорукости и дальнозоркости нередко используют перифокальные линзы. Они имеют разную оптическую силу в центре и на периферии. С помощью таких МЛК возможна не только коррекция, но и частичное исправление некоторых аномалий рефракции. Использовать перифокалы можно только с разрешения врача.

Хирургическое лечение дальнозоркости

Под термином «хирургическое лечение дальнозоркости» подразумевается оперативное вмешательство или лазерная коррекция дальнозоркости. Хирургическое лечение гиперметропии вне зависимости от применяемой методики — наиболее быстрый и эффективный способ коррекции дальнозоркости.

Хирургическая коррекция дальнозоркости длится в течение нескольких минут в условиях местной анестезии, и пациент уже в этот же день может быть выписан домой. Хирургическое лечение дальнозоркости, независимо от метода, заключается в усилении преломляющей способности дальнозоркого глаза.

Для каждого из них имеются свои показания и противопоказания. С учетом всех данных обследования врач предложит наиболее оптимальную операцию для Ваших глаз.

Термокератопластика — рефракционный эффект достигается нанесением металлической иглой, нагретой до определенной температуры коагулятов по периферии роговицы, в результате чего последняя стягивается, усиливая преломление центральной оптической зоны. Лазерная коагуляция — суть операции та же, что и кератопластики, отличие в том, что вместо нагретой иглы используется энергия лазерного излучения.

При близорукости и дальнозоркости в основном используют сферические линзы. Они бывают двух типов — двояковогнутые и двояковыпуклые. Первые являются рассеивающими, а вторые — собирающими. В чем разница между этими двумя видами оптики? Рассмотрим их особенности и опишем свойства оптических изделий для коррекции миопии.

В этой статье

оптическая линза сферической формы представляет собой прозрачный однородный элемент, который ограничен с двух сторон сферическими или одной плоской и одной сферической поверхностью. есть несколько разновидностей таких оптических изделий. все их можно объединить в два типа линз:

первые являются положительными, они оснащены «плюсовыми» диоптриями. такие изделия еще называются двояковыпуклыми, так как они выпуклые с обеих сторон. в центре толщина линзы больше, чем по краям. рассеивающие, или двояковогнутые, оптические изделия оснащены отрицательными диоптриями, «минусовыми».

в центре они тонкие, а по краям более широкие. световые лучи, проходящие через собирающую линзу, фокусируются непосредственно за ней в одной точке. проходя через оптику, лучи рассеиваются в разные стороны. для коррекции дальнозоркости подходит первый тип офтальмологических изделий.

двояковогнутые линзы используют при близорукости.

что такое близорукость?

Еще этот дефект рефракции называется миопией. Характеризуется он плохим зрением вдаль. Близорукий человек хорошо различает предметы, которые находятся близко от глаз. Однако при переводе фокуса на удаленные объекты картинка расплывается. Происходит это из-за увеличенного диаметра глазных яблок.

Источник: https://sustavo.ru/info/dvojakovypuklaja-linza-pri-dalnozorkosti/

Собирательная линза физика. Секрет двояковыпуклой линзы

Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

Кто не знает обычного увеличительного стекла, похо­жего на зёрнышко чечевицы. Если такое стекло – его назы­вают также двояковыпуклой линзой – поме­стить между каким-либо предметом и глазом, то изображе­ние предмета кажется наблюдателю увеличенным в не­сколько раз.

В чём секрет такого увеличения? Чем объяснить, что предметы, если смотреть на них через двояковыпуклую линзу, кажутся нам больше своей действительной величины?

Чтобы хорошо понять причи­ну этого явления, надо вспом­нить о том, как распространяются лучи света.

Повседневные наблюдения убе­ждают нас в том, что свет распро­страняется прямолинейно. Вспом­ните, например, как иногда солн­це, скрытое облаками, пронизы­вает их прямыми, ясно видимыми пучками лучей.

Но всегда ли лучи света пря­молинейны? Оказывается, не всегда.

Проделайте, например, такой опыт.

В ставне, плотно прикрывающем окно вашей комнаты, сделайте Рис. 6< прямолинейный

Небольшое отверстие. Луч света, луч света, попав в дру –

Пройдя сквозь это отверстие, «про – гую среду -В воду, ИЗ –

Чертит» в тёмной комнате прямо – меняет своё направление,

Г « и 1 преломляется,

Линейный след. Но поместите на к

Пути луча банку с водой, и вы увидите, что луч, попав в воду, изменит своё направление, или, как говорят,”прело­мится (рис. 6).

Таким образом, преломление световых лучей можно наблюдать тогда, когда они попадают в другую среду. Так, пока лучи идут в воздухе, они прямолинейны. Но как только на их пути встречается какая-то другая среда, например вода, свет преломляется.

Вот такое же преломление испытывает луч света и в том случае, когда он проходит через двояковыпуклое увеличи­тельное стекло. При этом линза собирает световые лучи
в узкий заострённый пучок (этим, кстати сказать, и объяс­няется то, что с помощью увеличительного стекла, собираю­щего лучи света в узкий пучок, можно на солнце поджечь папиросу, бумагу и пр.).

Но почему же линза увеличивает изображение предмета?

А вот почему. Посмотрите невооружённым глазом на какой-нибудь предмет, например на лист дерева. Лучи света отражаются от листа и сходятся в вашем глазу. Теперь поместите между глазом и листом двояковыпуклую линзу. Световые лучи, проходя через линзу, будут преломляться (рис.

7). Однако человеческому глазу они не кажутся лома­ными. Наблюдатель попрежнему ощущает прямолинейность лучей света. Он как бы продолжает их дальше, за линзу (см. пунктирные линии на рис.

7), и предмет, наблюдаемый через двояковыпуклую линзу, кажется наблюдателю увели­ченным!

Ну, а что произойдёт, если лучи света, вместо того, чтобы попасть в глаз наблюдателя, будут продолжены

Дальше? После пересечения в одной точке, называемой фокусом линзы, лучи вновь разойдутся. Если на их пути поставить зеркало, мы увидим в нём увеличенное изображение того же листа (рис. 8). Однако оно предста­вится нам уже в перевёрнутом виде. И это вполне понятно. Ведь после пересечения в фокусе линзы световые лучи идут дальше в том же прямолинейном направлении. Есте­

Ственно, что при этом лучи от верхушки листа направляются вниз, а лучи, идущие от его основания, отразятся в верхней части зеркала.

Вот это свойство двояковыпуклой линзы – способность собирать лучи света в одной точке – и используется в фотографическом аппарате.

Луч света, переходя из одной прозрачной среды в другую, изменяет свое направление, или, как говорят, преломляется. При этом если луч света переходит из среды, слабее преломляющей, в среду, сильнее преломляющей, то он приближается к перпендикуляру, опущенному на границу среды в точке пересечения ее лучом.

Вода преломляет свет сильнее, чем воздух; поэтому всякий предмет, находящийся в воде, кажется расположенным выше, чем он есть на самом деле. Луч АБ, выходя из воды, отклоняется от перпендикуляра ДБ. Если человек хочет попасть в рыбу, находящуюся под водой, он должен прицелиться не в рыбу, а ниже нее (рис. ниже).

При нагревании плотность воздуха изменяется, а вместе с ней изменяется и его преломляющая сила; поэтому при прицеливании из ружья с нагретым стволом стрелок замечает, как контуры мишени начинают колебаться. Потоки поднимающегося нагретого воздуха все время изменяют его плотность и преломляющую силу. Такая же картина наблюдается в жаркую погоду при стрельбе низко над землей на дальние дистанции.

На свойствах света изменять свое направление при переходе из одной среды в другую построен ряд оптических приборов, в том числе и ружейный оптический прицел.

Если стекло плоское и стороны его параллельны (рис. выше), луч света АБ, входя в стекло, преломляется и приближается к перпендикуляру ДБ. Направление луча в стекле будет БВ.

Выходя из стекла, луч света отклонится от перпендикуляра на ту же величину, на какую он отклонился, входя в стекло, но в противоположную сторону и таким образом примет свое прежнее направление ВГ.

Если стороны стекла не параллельны, как это бывает в призме, то луч света, входя в стекло и выходя из него, отклонится оба раза в одну и ту же сторону и изменит свое направление, приблизившись к основанию призмы (рис. ниже). И чем больше преломляющий угол призмы, тем больше отклонится проходящий через нее луч.

Линзы

В ружейных оптических прицелах употребляются обычно не призмы, а линзы. Линзою называется стекло, ограниченное двумя сферическими поверхностями. Иногда одна сторона линзы делается плоской. Ход лучей в линзе легко понять, если представить себе линзу состоящей из большого числа призм (рис.

ниже: слева – двояковыпуклая линза, справа – двояковогнутая). Чем ближе к краям, тем больше преломляющий угол у призм, составляющих линзу.

Вследствие этого по краям линзы лучи преломляются сильнее; чем ближе к середине, тем преломление становится слабее, и, наконец, в середине линзы, на ее оптической оси, есть такая точка, которая совсем не преломляет проходящие через нее лучи. Точка эта называется оптическим центром линзы.

Понятно также, что чем больше выпуклость линзы, тем сильнее она преломляет проходящие через нее лучи света. В зависимости от сочетания сферических поверхностей получается шесть родов линз – двояковыпуклая, плосковыпуклая, выгнутовыпуклая, двояковогнутая, плосковогнутая и выпукловогнутая (рис. ниже).

Прямая, перпендикулярная к поверхностям, ограничивающим линзу, называется ее оптической осью.

Первые три рода линз можно рассматривать так, словно они состоят из ряда призм, повернутых основанием к оптической оси. Падающие на них лучи будут сближаться, отклоняясь к оптической оси. Такие линзы называются собирательными. Края их всегда тоньше, чем середина.

Остальные три рода линз можно также рассматривать так, словно они состоят из ряда призм, но повернутых основанием от оптической оси. Разумеется, падающие на эти линзы лучи будут расходиться, удаляясь от оптической оси. Такие линзы называются рассеивающими.

Их края всегда толще середины.

Действие линз

Если на собирающую линзу направить пучок световых лучей, параллельных ее оптической оси, то они, преломившись у обеих поверхностей линзы, соберутся за ней в одной точке. Точка эта лежит на оптической оси и называется фокусом линзы, а расстояние от фокуса до линзы называется фокусным расстоянием.

У всякой линзы имеются два фокуса, расположенных на равном расстоянии по обе ее стороны.

Плоскость, проведенная через фокус перпендикулярно к оптической оси, называется фокусной (фокальной) плоскостью. Пучок световых лучей, выходящих из фокуса, пройдя через линзу, становится параллельным ее оптической оси. Пучок параллельных лучей света, составляющих с оптической осью небольшой угол, сходится после преломления в одной точке, лежащей в фокусной плоскости.

Мы уже знаем, что лучи, проходящие через оптический центр, не преломляются. Свойство оптического центра пропускать лучи без преломления позволяет получить изображение любой светящейся точки с помощью построения хода только двух лучей.

Пусть F светящаяся точка. Луч, идущий от нее параллельно оптической оси, после преломления пройдет через фокус. Луч, идущий через оптический центр, не преломится. В месте пересечения этих двух лучей и будет находиться изображение точки (рис.

ниже)

Зрительное восприятие всякого предмета возможно потому, что из всех его точек исходят световые лучи. Предмет как бы состоит из бесчисленного множества светящихся точек, каждая из которых оставляет свой след в глазу. Из совокупности точек создается образ предмета. Изображение каждой точки может быть получено так, как указано на рисунках, и тогда получится изображение всего предмета.

Построение изображения светящейся точки при помощи хода двух лучей:

  • S – светящаяся точка
  • S” – изображение светящейся точки
  • F – фокус линзы
  • O – оптический центр линзы

Влияние расположения предметов относительно линзы

В оптике различают три основных положения предмета по отношению к двояковыпуклой собирательной линзе.

Предмет АБ находится между линзой и фокусом (рис. ниже). Луч, идущий от точки А параллельно оптической оси, после преломления пройдет через фокус. Луч, идущий через оптический центр линзы, не изменит своего направления. За линзой получаются два расходящихся луча. Мнимое прямое изображение предмета

Глаз, помещенный на пути расходящихся лучей, увидит точку А в месте воображаемого пересечения лучей, т. е. в А”. Точно так же может быть найдено изображение точки Б.

Глаз увидит прямое и увеличенное изображение предмета. Находиться оно будет с той же стороны линзы, где и предмет.

Это изображение называется мнимым, так как только воображаемое пересечение лучей дает изображение предмета. Получить его на экране нельзя.

Чем ближе к фокусу находится предмет, тем больше его изображение. На способности собирательной двояковыпуклой линзы рассеивать лучи, падающие от предметов, находящихся в пределах фокусного расстояния, основано применение увеличительного стекла, или лупы.

Если предмет АБ находится дальше фокуса, но ближе двойного фокусного расстояния (рис. ниже), то луч, идущий от точки А параллельно оптической оси, после преломления пройдет через фокус. Луч, идущий через оптический центр линзы, не изменит своего направления. За линзой получатся два сходящихся луча, пересекающихся за двойным фокусным расстоянием.

Точка встречи лучей – А” даст изображение точки А. Так же может быть найдено изображение точки В. Изображение предмета получится с противоположной стороны линзы, за двойным фокусным расстоянием. Изображение это действительное – оно образовано действительно пересекающимися лучами, но обратное (так как верхняя часть предмета находится внизу) и увеличенное.

Чем дальше предмет от фокуса, тем меньше его изображение.

Если предмет АБ находится за двойным фокусным расстоянием (рис. ниже), то, сделав построение так же, как и в предыдущем случае, получим действительное, обратное и уменьшенное изображение предмета. Находиться оно будете противоположной стороны линзы, между фокусным и двойным фокусным расстоянием.

Причем чем дальше предмет, тем ближе к фокусной плоскости будет получаться его изображение. Если предмет находится на весьма большом удалении, то от каждой точки его на линзу будут падать лучи практически параллельные; а параллельные лучи после преломления пересекаются в фокусной плоскости.

Следовательно, и все изображение предмета, удаленного на большое расстояние, получится в фокальной (фокусной) плоскости.

Таким образом, в зависимости от удаленности предмета изображение его будет получаться на разных расстояниях от линзы. Конечно, положение изображения предмета зависит не только от удаленности самого предмета, но и от выпуклости линзы. Чем больше эта выпуклость, тем сильнее преломляются проходящие через нее лучи, тем короче ее фокусное расстояние и ближе изображение предмета.

Линзы с разной кривизной

Заменяя линзы с большей или меньшей кривизной, можно от одного и того же предмета получить изображения, удаленные на разные расстояния от линзы (рис. ниже: верхняя схема – при меньшей кривизне сферы линз; нижняя схема – при большей кривизне сферы линз).

«Собирающая линза» – Плоско-выпуклые. О1О– главная оптическая ось. ? Выяснили основные свойства замечательных лучей в собирающей линзу. Двояковыпуклые. Собирающие линзы. О1О2 – главная оптическая ось. F – главный фокус линзы. – Физическая величина, обратная фокусному расстоянию. Оптическая сила линзы. Луч 2 падая на вторую границу призмы.

«Построение изображения» – Изображение. Построение изображений. Изображение тела лежащего на оси. Недостатки зрения. Прямое мнимое уменьшенное. Собирающая линза. Рассеивающая линза. Характеристикаизображения. Линзы. Перевернутое действительное увеличенное.

«Типы линз» – Собирающие линзы. Предмет. Главный фокус собирающей линзы. Оптический центр линзы. Графическое определение. Построить фокальную плоскость. Линза. Главный фокус. Формула тонкой линзы. Плоско-вогнутая линза. Фокальная плоскость линзы. Линейный предмет. Рассеивающая линза. Точечный источник света. Двояковыпуклая линза.

«Урок Линзы» – оптическая ось. Урок-презентация по физике по теме «Линза. Применение линз. Построение изображения в линзе”. Самостоятельное построение по заданным рисункам. Рассеивающая линза. Постойте изображения предмета. Вогнутые линзы. Учимся строить самостоятельно по предложенным рисункам: Собирающая линза.

«Оптическая сила линзы» – Изображение: мнимое, увеличенное, прямое. Что такое линза? Виды изображений: Оптическую силу собирающей линзы условились считать положительной величиной. Рассеивающие. Виды линз. Самостоятельно постройте изображения по рисункам: Вогнутые – линзы, у которых края толще, чем середина. Изображения, даваемые линзой.

«Линза» – Если предмет находится в двойном фокусе, то изображение получится действительное, равное, обратное. Линза – оптически прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими поверхностями.

Построение в рассеивающей линзе: Построение изображения в линзе: Если предмет находится в фокусе, то изображения нет.

Если предмет находится между фокусом и оптическим центром, то изображение мнимое, прямое, увеличенное.

Всего в теме 15 презентаций

Источник: https://cymki.ru/prevention-of-view/collective-lens-physicist-the-secret-of-a-biconvex-lens.html

Какие линзы нужны при дальнозоркости: собирающие или рассеивающие? Линзы для зрения

Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

  • 26 Ноября, 2019
  • Офтальмология
  • Антонина Шутова

Глаз – это очень сложный механизм. Очень важно знать, как он устроен, как работает его оптическая система.

Нарушение работы одной из составляющих глаза может вызвать такие болезни как близорукость и дальнозоркость.

Современная медицина позволяет откорректировать работу глазной системы, но для этого нужно знать, какие линзы нужны при дальнозоркости, а какие при близорукости.

Оптическая система глаза с точки зрения биолога

С рождения человек имеет сложную систему ориентации в окружающей среде. Это зрительное восприятие мира. Этот навык мы получаем благодаря глазам. Совокупно элементы, находящиеся в нем, преломляют и рассеивают свет, создавая рисунок окружающего мира.

Оптическая система глаза включает роговицу, хрусталик, стекловидное тело и сетчатку. Свет и изображение предметов, проходя через роговицу и хрусталик, собирается в сетчатке глаза. Хрусталик глаза представляет собой, так называемую двояковыпуклую линзу. С помощью роговицы такая линза позволяет сфокусировать и собрать лучи света в одной точке.

По законам физики такое изображение получается в данной точке перевернутым и уменьшенным. Возможность видеть предметы неперевернутыми формируется у человека в раннем младенческом возрасте благодаря постоянной тренировке зрительного анализатора.

Диагностика зрения

Люди с хорошим зрением четко видят предметы, как находящиеся далеко от человека, так и у самого глаза. Если такой четкости нет, значит, произошло нарушения в зрительной системе.

Для проверки остроты зрения существуют специальные таблицы.

В разных странах они разные, но их суть сводится к одному и тому же: сколько строк из таблицы видит человек, как с коррекцией зрения очками, так и без нее.

Иногда люди не знают, дальнозоркость – это плюс или минус? Скорректировать дальнозоркость до нормального состояния помогают плюсовые линзы, а близорукость минусовые. Следовательно, дальнозоркость – это плюс. Количественное выражение преломляющей силы линзы определяется диоптрией.

Дальнозоркость как нарушение системы зрения

Одно из самых распространенных нарушений системы зрения – это дальнозоркость. Больше всего такой болезнью страдают люди пожилого возраста, но встречается дальнозоркость и у детей. Это заболевание характеризуется тем, что пациент не может четко видеть предметы, находящиеся у него перед глазами. Это происходит из-за нарушения восприятия световых волн.

В случае дальнозоркости точка, в которой фокусируются преломляющие лучи света, находится не на сетчатке глаза, а за ней. Поэтому линзы для коррекции дальнозоркости должны помогать фокусировать изображение на сетчатке глаза. Такой способностью обладают собирающие линзы.

Степени развития дальнозоркости

Как и все заболевания, дальнозоркость имеет свои степени развития. Классификация дальнозоркости по степени течения болезни зависит от того, какими линзами исправляется дальнозоркость. Считается, что болезнь имеет первую степень, если вернуть нормальное зрение можно с линзами до + 2,0 диоптрии. Эта степень заболевания называется слабой, зрение при ней практически не меняется.

Основной симптом этой степени – это быстрая утомляемость глаз при чтении и работе с предметами на близком расстоянии от глаз, постоянное напряжение при чтении. А также желание отвести предмет от глаз подальше, что бы лучше рассмотреть. Вторая степень корректируется линзами от + 2,0 до + 4,0 диоптрии. И последняя высокая третья степень линзами от + 4,0 диоптрии.

Дальнозоркость у детей

Дальнозоркость способна быть как врожденной, так и приобретенной. Врожденная дальнозоркость связана либо с наследственными факторами, либо с недоразвитием глазного яблока.

Для младенцев характерна дальнозоркость до тех пор, пока глазное яблоко достигнет нормальных размеров.

Но если этого не происходит, у ребенка диагностируется врожденная дальнозоркость, и ставится вопрос о необходимости коррекции зрения.

Ребенку подбираются линзы для глаз для зрения. Дальнозоркость опасна для детского возраста, поскольку ребенок, чтобы лучше видеть, перенапрягает глазные мышцы. Это в дальнейшем может привести к развитию других глазных болезней. Такие дети быстро утомляются, плохо учатся. Своевременная коррекция зрения останавливает процесс развития заболевания.

Причины развития приобретенной дальнозоркости

Приобретенная дальнозоркость в свою очередь может быть вызвана как физиологическими расстройствами глазной системы, так и возрастными изменения. Среди физиологических причин на первом месте стоят травмы и болезни глаз. Реже, но все же встречается дальнозоркость, связанная с профессиональной деятельностью человека.

Если профессия требует постоянного напряжения зрения, то последствием этого может стать либо близорукость, либо дальнозоркость. Наиболее часто встречается возрастная дальнозоркость. С возрастом у человека уменьшается гибкость хрусталика, вследствие чего он может деформироваться. Также ослабевают функции оболочки глаза, отвечающей за фокусировку зрения.

Коррекция зрения с помощью очков

Самым распространенным, безопасным способом коррекции дальнозоркости являются очки. Больному недостаточно знать ответ на вопрос дальнозоркость – это плюс или минус, чтобы подобрать себе очки для чтения.

Часто люди преклонного возраста, особенно мужчины, выбирают себе очки без консультации специалиста. Это чревато плохими последствиями, поскольку только окулист может помочь правильно подобрать очки.

Правильно сфокусировать зрение помогает не только правильно подобранные диоптрии, но и расстояние между центрами зрачков.

Двояковыпуклая линза для дальнозоркости или близорукости

Подправляя зрение с помощью очков, следует знать, что для корректировки дальнозоркости используется двояковыпуклая линза. Она является собирающей и помогает сфокусировать изображение на сетчатке.

Кроме этого, она зрительно увеличивает размер глаза, и чем больше диоптрий, тем большими будут глаза. При близорукости используют двояковогнутые линзы, и все происходит наоборот.

Глаза за очками уменьшаются, поскольку линзы рассеивающие.

Линзы для зрения: польза или вред

Одним из популярных методов коррекции зрения является ношение контактных линз. Так же, как и линзы для очков, контактные линзы подбираются по степени дальнозоркости или близорукости. Различие состоит в том, что линзы надеваются на поверхность глазного яблока, и расстояние между зрачками не имеет никакого значения.

Положительное отличие от очков – это более высокая степень фокусировки изображения на сетчатке глаза.

Оправа очков при долгом ношении может деформироваться, особенно металлическая, тем самым сбивая фокусировку зрения. И естественно, что особенно важно для молодых людей, сохраняет красоту лица и глаз.

Как и для очков, обязательно нужна консультация офтальмолога. Только он может решить, какие линзы нужны при дальнозоркости.

Несмотря на явную пользу, многие относятся к линзам скептически, особенно, когда это касается дальнозоркости. В большинстве случаев дальнозоркость развивается с возрастом человека из-за того, что хрусталик теряет свою эластичность, и размытое изображение способно быть как вблизи, так и вдали.

Врач выписывает при этом две пары очков: отдельно для чтения и вторые для постоянного ношения. Поэтому часто возникает вопрос, можно ли носить линзы при дальнозоркости, если она возрастная. В настоящее время разработаны специальные линзы для возрастных больных дальнозоркостью. Называются они мультифокальными.

Они дают возможность хорошо видеть на разных расстояниях.

Выбор линз

Большой ассортимент контактных линз делает их выбор нелегким.

После консультации офтальмолога, который прописывает в зависимости от степени дальнозоркости необходимые для корректировки диоптрии, необходимо решить, каким будет режим ношения линз.

Одни линзы можно носить только днем, в них нельзя спать. На ночь такие линзы снимаются и их кладут в специальную жидкость в контейнер. Такие линзы долговечней, но их надо аккуратно снимать и ставить.

Среди таких линз встречаются отдельные виды, которые можно оставить на одну – две ночи не снимая. Поэтому ответ на вопрос, какие линзы нужны при дальнозоркости, еще зависит от сферы деятельности человека.

Если трудовая деятельность подразумевает постоянные разъезды, то надо выбирать линзы для постоянного ношения. Срок годности таких линз ограничен, максимально их можно носить 30 дней.

Но зато нет проблем с хранением и одеванием.

Хирургическое вмешательство

Корректировать дальнозоркость можно и с помощью операции. Основным хирургическим методом является лазерная коррекция. Она применяется при первой и второй степени болезни.

Ее сущность состоит в том, что с помощью лазерных лучей корректируется форма роговицы так, чтобы фокусировка изображения предметов находилась на сетчатке глаза.

Такая коррекция навсегда снимает вопрос, какие линзы нужны при дальнозоркости.

При последней степени дальнозоркости врачи рекомендуют операцию по замене хрусталика. И последний вид хирургической помощи – это имплантация интраокулярной линзы. Показано данное хирургическое вмешательство при любой степени болезни и практически не имеет противопоказаний.

Профилактика

Предупредить и ослабить развитие дальнозоркости можно, выполняя следующие рекомендации:

  • Укреплять здоровье и принимать витамины группы А, Е, В, улучшающие кровоснабжение оптической системы глаза.
  • Оберегать глаза от механических воздействий.
  • Читать, шить и работать на близком расстоянии от предмета только при хорошем освещении. Не допускать переутомления глаз.
  • Постоянно посещать профилактические осмотры и выполнять рекомендации офтальмолога.
  • Научиться выполнять гимнастические упражнения для глаз. Такие упражнения позволяют укрепить глазные мышцы. Кроме этого, есть специальные упражнения для расслабления и снятия напряжения с оптической системы глаза.

Заниматься профилактикой коррекции зрения следует за долго до начала возрастных изменений, тогда до глубокой старости можно сохранить здоровые и зоркие глаза.

Источник: https://SamMedic.ru/478312a-kakie-linzyi-nujnyi-pri-dalnozorkosti-sobirayuschie-ili-rasseivayuschie-linzyi-dlya-zreniya

Ношение очков с двояковыпуклыми линзами помогает при близорукости

Двояковыпуклая линза. Секрет двояковыпуклой линзы Что такое дальнозоркость

При близорукости и дальнозоркости в основном используют сферические линзы. Они бывают двух типов — двояковогнутые и двояковыпуклые. Первые являются рассеивающими, а вторые — собирающими. В чем разница между этими двумя видами оптики? Рассмотрим их особенности и опишем свойства оптических изделий для коррекции миопии.

Что такое близорукость?

Еще этот дефект рефракции называется миопией. Характеризуется он плохим зрением вдаль. Близорукий человек хорошо различает предметы, которые находятся близко от глаз. Однако при переводе фокуса на удаленные объекты картинка расплывается. Происходит это из-за увеличенного диаметра глазных яблок.

У пациентов с миопией они имеют и несколько удлиненную форму. Из-за этого лучи после преломления собираются в точке перед сетчаткой. Чем больше диаметр глаза, тем короче дистанция хорошего зрения. Исправляется этот дефект с помощью рассеивающей оптики. Двояковогнутые линзы передвигают картинку на центр глаза, уменьшая преломляющую способность его оптической системы.

Однако используют такие изделия сегодня не часто. Их толщина сильно изменяется от центра к периферии. Точить двояковогнутые линзы очень неудобно. Кроме того, выглядят они непривлекательно. В большинстве случаев для коррекции близорукости применяют очки со стеклами, передняя сторона которых сферическая, а задняя — вогнутая.

Какие еще используют линзы при близорукости?

Двояковогнутые рассеивающие линзы и их разновидности применяются в очковой коррекции. Если подбирается контактная оптика, то выбор встает между сферическими и асферическими офтальмологическими изделиями. Способ корригирования миопии, режим ношения оптики зависят от вида дефекта рефракции и его степени. Всего есть три степени близорукости:

1. Легкая — до −3 дптр. Пациент большую часть времени обходится без средств коррекции. Только очень удаленные предметы кажутся размытыми. Обычно при этой степени близорукости линзы используют водители, когда находятся за рулем. 2. Средняя — от −3 до −5-6D.

Дистанция хорошего зрения заметно сокращается. Очки требуется носить почти всегда. Они снимаются перед чтением или работой за компьютером. Однако телевизор смотреть без оптики уже проблематично.

Дети с этой степенью миопии сидят на уроках в очках, чтобы отчетливо видеть написанное на классной доске.

3. Высокая — от −6D. Даже читать приходится, используя линзы. Существуют очень тяжелые формы миопии с показателем −20 и −25D. Их скорректировать сложнее всего.

Очки при миопии обычно назначаются при легкой и средней степени. Они могут быть скорректированы обычными двояковогнутыми линзами или другими рассеивающими оптическими изделиями — плосковогнутыми, выпукло-вогнутыми.

С высокой близорукостью такие очки не справляются. К ним не всегда удается привыкнуть. Они имеют очень толстые стекла, а потому выглядят неэстетично.

Кроме того, у многих пациентов ношение подобной оптики вызывает:

  • усталость;
  • головные боли и головокружение;
  • быструю утомляемость глаз;
  • слезотечение.

В таких случаях прибегают к помощи контактной оптики. Не будем рассказывать о всех преимуществах этого способа коррекции. Отметим лишь, что контактные линзы переносятся лучше, особенно при тяжелой близорукости. Однако и этот тип офтальмологических изделий нужно подобрать правильно.

Сферические и асферические линзы при близорукости

Даже при 100-процентном зрении могут возникать сферические аберрации — боковые искажения, которые появляются при прохождении пучка света через оптические структуры глаза.

Глазное яблоко человека представляет собой преломляющую систему, в которую входят хрусталик и роговица. Они принимают основное участие в преломлении световых лучей. Для этих оптических сред характерна несовершенность.

Форма их не всегда бывает идеальной. Очковым и контактным линзам свойственна эта же особенность.

К несовершенствам оптической системы глаза относятся аберрации низшего и высшего порядка. К первым принадлежит близорукость. Компенсируется такой дефект, как уже было рассказано ранее, рассеивающими линзами. Однако и они имеют собственные краевые аберрации, так как также являются несовершенными.

Световые лучи, проходя через рассеивающие сферические оптические изделия, собираются на сетчатке не одинаково, а образуя небольшое рассеивание. Даже при полной коррекции миопии могут возникать искажения. Они становятся особенно заметными в очках при переводе взгляда вбок.

Избавиться от этого недостатка удалось путем создания линз с асферической поверхностью.

Источник: https://hpt-kld.ru/noshenie-ochkov-s-dvoyakovypuklymi-linzami-pomogaet-pri-blizorukosti/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.