Линзы. Оптическая сила линзы
1. Определение линзы
Главным применением законов преломления света являются линзы.
Что такое линза?
Само слово «линза» означает «чечевица».
Линзой называют прозрачное тело, ограниченное с двух сторон сферическими поверхностями.
2. Принцип работы линзы
Рассмотрим, как работает линза на принципе преломления света.
Рис. 1. Двояковыпуклая линза
Линза может быть разбита на несколько отдельных частей, каждая из которых представляет собой стеклянную призму. Верхнюю часть линзы представим в виде трехгранной призмы: падая на нее, свет преломляется и смещается в сторону основания. Все следующие части линзы представим как трапеции, в которых луч света проходит внутрь и снова выходит, смещаясь в направлении (рис. 1).
3. Виды линз
Виды линз (рис. 2)
Рис. 2. Виды линз
Собирающие линзы
1 – двояковыпуклая линза
2 – плоско-выпуклая линза
3 – выпукло-вогнутая линза
Рассеивающие линзы
4 – двояковогнутая линза
5 – плоско-вогнутая линза
6 – выпукло-вогнутая линза
Обозначение линз
Тонкая линза – это линза, толщина которой много меньше радиусов, ограничивающих ее поверхность (рис. 3).
Рис. 3. Тонкая линза
Видим, что радиус 
одной сферической поверхности и 
другой сферической поверхности больше, чем толщина линзы α.
Линза преломляет свет определенным образом. Если линза собирающая, то лучи собираются в одной точке. Если линза рассеивающая, то лучи рассеиваются.
4. Обозначение линз
Для обозначения различных линз введен специальный рисунок (рис. 4).
Рис. 4. Схематическое изображение линз
1 – схематическое изображение собирающей линзы
2 – схематичное изображение рассеивающей линзы
Точки и линии линзы:
1. Оптический центр линзы
2. Главная оптическая ось линзы (рис. 5)
3. Фокус линзы
4. Оптическая сила линзы
Рис. 5. Главная оптическая ось и оптический центр линзы
Главная оптическая ось – воображаемая линия, которая проходит через центр линзы и перпендикулярна плоскости линзы. Точка О является оптическим центром линзы. Все лучи, проходящие через эту точку, не преломляются.
Другая важная точка линзы – фокус (рис. 6). Он располагается на главной оптической оси линзы. В точке фокуса пересекаются все лучи, которые падают на линзу параллельно главной оптической оси.
Рис. 6. Фокус линзы
5. Характеристики линз
У каждой линзы два фокуса. Мы будем рассматривать равнофокусную линзу, то есть когда фокусы стоят от линзы на одинаковом расстоянии.
Расстояние между центром линзы и фокусом называется фокусным расстоянием (отрезок 
на рисунке). Второй фокус расположен с обратной стороны линзы.
Следующая характеристика линзы – это оптическая сила линзы.
Оптическая сила линзы (обозначается 
) – это способность линзы преломлять лучи. Оптическая сила линзы – обратное значение фокусного расстояния:
Фокусное расстояние измеряется в единицах длины.
За единицу оптической силы выбрана такая единица измерения, при которой фокусное расстояние равно одному метру. Такая единица оптической силы называется диоптрия.
У собирающих линз впереди оптической силы ставится знак «+», а если линза рассеивающая, то перед оптической силой ставится знак «-».
Единица диоптрия записывается следующим образом:
6. Действительный и мнимый фокус
Для каждой линзы существует еще одно важное понятие. Это мнимый фокус и действительный фокус.
Действительный фокус – это такой фокус, который образован лучами, преломившимися в линзе.
Мнимый фокус – это фокус, который образуется продолжениями лучей, прошедших через линзу (рис. 7).
Мнимый фокус, как правило, у рассеивающей линзы.
Рис. 7. Мнимый фокус линзы
Вывод
Вы узнали, что такое линза, какие бывают линзы. Познакомились с определением тонкой линзы и главными характеристиками линз и узнали, что такое мнимый фокус, действительный фокус, и в чем их различие.