§ 38. Построение изображений в тонких линзах

1. Действительное изображение образуется при пересечении самих лучей, поэтому его можно получить на экране. Мнимое изображение находится на пересечении продолжений лучей; на экране в этом месте его получить нельзя.

2. Собирающая линза даёт действительные перевёрнутые изображения — уменьшенные, равные предмету или увеличенные, а также мнимое прямое увеличенное изображение. Вид изображения определяется расстоянием от предмета до линзы.

3. Обозначим фокусное расстояние через F, расстояние от предмета до линзы — через d.

а) Для уменьшенного изображения предмет помещают дальше двойного фокуса:

б) Для изображения, равного предмету по размерам:

в) Для увеличенного прямого мнимого изображения предмет располагают между линзой и фокусом:

Для увеличенного перевёрнутого действительного изображения:

4. Для предмета, находящегося перед рассеивающей линзой, изображение всегда мнимое, прямое и уменьшенное. Преломлённые лучи расходятся, а их продолжения пересекаются со стороны предмета между линзой и её фокусом.

5. Удобно провести луч через оптический центр — он не меняет направления — и луч параллельно главной оптической оси. В собирающей линзе второй луч после преломления идёт через дальний фокус; в рассеивающей его продолжение проходит через ближний фокус. Пересечение лучей или их продолжений определяет изображение точки.

6. Да, если двояковогнутая линза находится в среде, оптически более плотной, чем материал линзы. Тогда она становится собирающей и при расположении предмета дальше фокуса даёт действительное изображение. В воздухе обычная стеклянная двояковогнутая линза рассеивает свет и для предмета перед ней даёт мнимое изображение.

Построения для рассеивающей линзы при разных положениях предмета показаны ниже. В каждом случае луч, параллельный оси, после преломления расходится так, что его продолжение проходит через ближний фокус; луч через оптический центр не отклоняется. Пересечение продолжений даёт прямое уменьшенное мнимое изображение. Перемещением действительного предмета перед рассеивающей линзой нельзя получить действительное или увеличенное изображение.