Изображение Собирающей Линзы

Диаграмма Трассировки Лучей

Падающий Луч Преломленный Луч Виртуальный Луч (Продолженный) Объект Изображение

Текущие Параметры

Фокусное Расстояние (f) 100 mm

Расстояние до Объекта (u) 200 mm

Расстояние до Изображения (v) 200 mm

Высота Объекта (h₀) 50 mm

Высота Изображения (hᵢ) 50 mm

Увеличение (M) 1.00x

Свойства Изображения

Тип Real

Ориентация Inverted

Размер Same

Положение 2f on right

Текущие Параметры

Свойства Линзы

Фокусное Расстояние (f): 100 mm Расстояние до Объекта (u): 200 mm Высота Объекта (h₀): 50 mm Масштаб Отображения: Auto

Параметры Отображения

Показать Сетку Показать Фокусные Точки Показать Главные Лучи Показать Измерения Показать Метки

Быстрые Шаблоны

Формулы и Правила Линзы

Формула Линзы: 1/f = 1/u + 1/v

Увеличение: M = hᵢ/h₀ = -v/u

Луч 1 (Параллельно оси): Parallel → Lens → Focus F'

Луч 2 (Через оптический центр): Undeviated straight line

Луч 3 (Через фокус F): Focus F → Lens → Parallel

Что такое Изображение Собирающей Линзы?

Собирающая линза (выпуклая линза) - это прозрачное оптическое устройство с сферическими поверхностями, которые толще в центре, чем по краям. Она собирает параллельные лучи света в фокусной точке на противоположной стороне.

Правила Трассировки Лучей

Луч 1 (Параллельный Луч) : Луч, параллельный главной оптической оси, проходит через фокус F' на другой стороне линзы после преломления.
Луч 2 (Центральный Луч) : Луч, проходящий через оптический центр O, продолжает без отклонения.
Луч 3 (Фокальный Луч) : Луч, проходящий через фокус F, выходит параллельно главной оптической оси.

Правила Изображения

Объект за 2f (u > 2f) : Образует уменьшенное, перевернутое, действительное изображение между f и 2f на противоположной стороне.
Объект на 2f (u = 2f) : Образует изображение того же размера, перевернутое, действительное на 2f на противоположной стороне.
Объект между f и 2f (f < u < 2f) : Образует увеличенное, перевернутое, действительное изображение за 2f на противоположной стороне.
Объект в Фокусе (u = f) : Изображение не образуется (лучи выходят параллельно).
Объект внутри Фокуса (u < f) : Образует увеличенное, прямое, мнимое изображение на той же стороне, что и объект.

Увеличение

Увеличение M = hᵢ/h₀ = -v/u указывает соотношение размеров между изображением и объектом. Положительное M означает прямое изображение (мнимое), отрицательное M означает перевернутое изображение (действительное). |M| > 1 указывает увеличенное изображение, |M| < 1 указывает уменьшенное изображение.

Реальные Приложения

Камеры : Собирающая линза формирует перевернутое действительное изображение на сенсоре.
Человеческий Глаз : Хрусталик формирует перевернутое действительное изображение на сетчатке.
Проекторы : Объект между f и 2f создает увеличенное действительное изображение на удаленном экране.
Лупа : Объект внутри фокусного расстояния создает прямое увеличенное мнимое изображение.

Аберрации Линзы (Упрощенные)

Реальные линзы имеют несовершенства: сферическая аберрация, хроматическая аберрация и кома. Эта визуализация предполагает идеальное поведение тонкой линзы для образовательной ясности.