Линзы⁠⁠

Привет! Решил создать небольшой пост, где расскажу об устройстве пары вещей, в которых используются линзы.

Самая древняя линза, которая была обнаружена - это линза Немруда, возраст которой более 3000 лет, эта линза была грубо шлифована, имела близко к овалу форму, а также давала трёхкратное увеличение, тогда появились и первые применения свойства линз, например, римский император Нерон использовал изогнутые кристаллы для исправления своей близорукости.

В зависимости от формы линзы меняются её свойства, где разделяют собирающие и рассеивающие линзы. Собирающие являются положительными, а рассеивающие отрицательными.

Собирающая линза
Для собирающей линзы характерно то, что после преломления света в ней лучи будут направлены в одну точку, называемой фокусом линзы. (F)

Рассеивающая линза
Здесь после преломления света лучи расходятся пучком. Такое изображение будет всегда мнимым, если посмотреть на такой пучок лучей, то будет казаться, что лучи прошли по прямой, без преломления.

Теперь перейдем к более интересному, а именно устройству различных вещей.
Например, человеческий глаз.
Глаз человека имеет примерно диаметр в 2,5 см . В зависимости от интенсивности падающего света, диаметр зрачка может приблизительно изменяться от 2 до 8 мм.

1 - Защитная оболочка (склера), 2 - роговица, 3 - сосудистая оболочка, 4 - радужная оболочка, 5 - зрачок, 6 - прозрачное слизистое тело, 7 - особая мышца, которая может менять форму хрусталика, делая его более выпуклым, для просмотра близких предметов, 8 - водянистая жидкость, 9 - прозрачное полужидкое стекловидное тело, 10 - сетчатка, 11 - зрительный нерв с нервными окончаниями в виде палочек и колбочек.

Наибольшее преломление свет испытывает на поверхности роговицы, дальше он дополнительно преломляется на хрусталике. Если рассматривать глаз, как вид линзы, то это скорее будет собирающая линза с переменным фокусным расстоянием и неизменной "глубиной"  (расстоянием от линзы до экрана). "Экраном" на котором образуется действительное обратное изображение, служит сечатка глаза. Но это создает проблему, а именно то, что изображение получается перевёрнутым, но мозг справляется с этим и переворачивает изображение. Раздражение палочек и колбочек вызывает у нас зрительное ощущение. Палочки и колбочки разделяют предметы по частям, то есть чем больше у нас их, тем мы лучше видим предметы, в лучших деталях, в нашем глазу их около 130 миллионов. Чем крупнее изображение на сечатке, тем больше подробностей мы сможем на нём увидеть, а размер предмета зависит от угла, под которым мы видим предмет.

Предмет DC дает изображение на сечатке D1 C1, которое меньше, чем A1 B1, такого же, как DC, но ближе расположенного предмета AB.
Аккомодация глаза.
Глаз не может видеть чётко предметы, которые находятся на разных расстояниях, допустим, если взять ручку и поднести ее на расстояние 50 см, то остальные предметы вокруг нее будут размыты. Наш хрусталик довольно подвижен и его форма может меняться с помощью специальных мышц, поэтому мы можем видеть предметы на разных расстояниях, этот процесс происходит очень быстро и мы не ощущаем изменение его формы, дальние предметы мы видим довольно расслабленно, так как глазу не приходиться сильно искривляться, но если его поднести поближе, где-то менее 25 см, то глаз начнёт уставать, так как он начнет испытывать кривизну.

Микроскоп.
Микроскоп представляет собой систему линз или же комбинацию двух линз.

Линзу L1, обращенная к предмету, называют объективом. Действительное увеличенное изображение предмета, даваемое объективом, рассматривается через лупу L2 (окуляром). Добавим предмет A B, который нужно расположить между фокусом объектива и точкой, находящейся на двойном фокусном расстоянии.
Увеличением микроскопа называются отношение угла зрения φ1, под которым виден предмет при наблюдении через микроскоп, к углу зрения φ при наблюдении глазом на расстоянии наилучшего зрения (25 см). Увеличение микроскопа варьируется от нескольких десятков до 1500 раз.