как узнать оптическую силу линзы
Оптика. Линза. Оптическая сила линзы.
Для указания оптической силы линзы применяют латинский символ D.
где, d- дистанция от предмета до линзы;
f – дистанция от линзы до изображения.
Другими словами, чем мельче (короче) фокусное расстояние, тем значительнее оптическая сила линзы.
Потому как у рассеивающей линзы фокус мнимый, то было принято, что ее фокусное расстояние со знаком«-». Из этого получаем, что и оптическая сила для указанной линзы будет отрицательной.
Оптическую силу собирающей линзы принято указывать как положительную «+».
Оптическая сила системы, сформированной из пары размещенных в воздухе линз с оптическими силами D 1 и D 2, находится согласно выражения:
где a— дистанция между задней главной плоскостью первой линзы и передней главной плоскостью второй линзы.
В случае тонких линз a сходится с дистанцией между линзами и выражение упрощается до двух первых слагаемых.
И получаем, что суммарная оптическая сила двух либо более тонких линз определяется суммой оптических сил каждой отдельной линзы.
Как правило, оптическая сила применяется для описания характерных свойств линз, практикуемых в офтальмологии, в наименовании очков и для более простого геометрического нахождения траектории луча.
При диагностировании оптической силы линз нашли широкое применение диоптриметры, дающие возможность выполнять измерения, в том числе, астигматических и контактных линз.
Оптическая сила контактных линз — что это?
Оптическая сила — один из основных параметров корригирующих контактных линз. Она выражается в диоптриях и пишется со знаком + (плюс) или – (минус). По-другому ее можно назвать показатель рефракции. Какие у нее бывают значения, что нужно знать при выборе, как понять, что написано на упаковке с линзами — читайте подробности в статье.
Оптическая сила очков и контактных линз — это два разных параметра. Линзы дают более точную коррекцию, поэтому данные значения должны быть у них меньше, чем у очков. Часто бывает так, что пациент, переходя с очковой оптики на линзы, покупает их с тем же значением диоптрий, и при попытке использовать понимает, что они ему не подходят. Поэтому при заказе нужно ориентироваться на рецепт, выписанный специально для контактных линз.
Что такое оптическая сила и как узнать ее значение?
В центре линзы есть зона, совпадающая с нашим зрачком, через которую мы и смотрим. Она может отличаться на левом и правом глазах и обозначается буквой D (диоптрии). Самостоятельно вычислить ее значение невозможно, для этого нужно посетить офтальмолога. Он проведет измерения с помощью специального оборудования. Процедура заключается в следующем: врач по очереди прикладывает к глазу линзы с разными диоптриями, и та, через которую видимость будет ясной и четкой, и укажет на оптическую силу органов зрения. В рецепте будет указано ее значение отдельно для левого глаза, обозначаемое OS, и для правого с маркировкой OD. Сила может отличаться как по величине, так и по знаку, если на одном глазу близорукость, а на другом дальнозоркость. Будьте внимательны при выборе, чтобы не ошибиться, иначе контактные линзы носить будет невозможно.
Как сверить рецепт и маркировку на упаковке?
Оптическая сила линз при близорукости и дальнозоркости
Самые часто встречающиеся нарушения зрения — миопия (близорукость) и гиперметропия (дальнозоркость). Близорукость — настоящая проблема нашего времени, сейчас на планете ей страдает каждый третий человек, и цифры неумолимо прогрессируют. Вот почему в ассортименте производителей представлено множество моделей контактных линз для исправления близорукости.
Дальнозоркие люди, наоборот, хорошо видят на удаленные расстояния, а вблизи предметы или мелкий шрифт расплываются у них перед глазами. В этом случае нужно приобретать линзы со знаком «+». Готовые модели имеют рефракцию от + 0,25D до + 20D, а вот оптические изделия от + 20 до + 30 D тоже доступны только под заказ. Также сильные нарушения зрения при близорукости и астигматизме исправляются с помощью газопроницаемых моделей. Они всегда изготавливаются по индивидуальному заказу.
Самые распространенные значения, которые можно найти в ассортименте почти у каждого производителя офтальмологической продукции, находятся в диапазоне от – 12 до + 10 D. Если Вам необходимы контактные линзы с бОльшими диоптриями, воспользуйтесь поиском на сайте. С удобной структурированной системой Вы легко найдете все модели с нужными значениями (до +/- 20 D).
Также линзы имеют так называемый «диоптрийный шаг» — разницу между величинами. Он может быть 0,25 или 0,5 D. Первый вариант предпочтительней, так как позволяет подобрать оптику более точно для Ваших глаз.
Оптическая сила линз ноль диоптрий — что это такое?
Производители также выпускают модели, оптическая сила которых составляет 0,00 D, то есть они не предназначены для коррекции зрения? Что же это за оптика? Ее используют только в косметических или декоративных целях: при гетерохромии (глаза разного цвета) или при других дефектах радужной оболочки, для изменения ее оттенка.
Даже если у Вас нет никаких дефектов глаз, то можно просто воспользоваться декоративными контактными линзами для изменения имиджа, создания определенного образа. Например, карнавальные модели распространены среди поклонников стилей косплей и аниме, молодежь с удовольствием надевает их для клубного отдыха (особенно неоновые модели), их используют для оригинальных фотосессий. У данной категории оптических изделий есть нюанс: все они обладают не очень высоким коэффициентом кислородопроницаемости, поэтому имеют строго дневной режим ношения, не превышающий нескольких часов.
Что еще нужно знать об оптической силе
Врачи не устают напоминать: никогда не пытайтесь купить оптику, не получив предварительно полный рецепт. Ведь, помимо диоптрий, там будут прописаны и другие важные данные: радиус базовой кривизны, диаметр контактных линз, при астигматизме — величину цилиндра и ось наклона, доминантность и аддидацию для мультифокальных линз. Только имея все значения, можно правильно подобрать оптические изделия.
Еще один важный момент — оптическая сила глаз может изменяться со временем. В результате ношения оптики зрение исправляется, и плюс или минус могут поменять свои значения. А это значит, что привычная оптика уже не подойдет и пользы не принесет. Посещайте офтальмолога раз в полгода или хотя бы год, чтобы проверить зрение и узнать свои данные. Возможно, что следующую модель — более сильную или, наоборот, слабую — Вам придется покупать уже по вновь выписанному рецепту.
Линза. Виды линз. Фокусное расстояние.
теория по физике 🧲 оптика
Мы уже познакомились с явлением преломления света на границе двух плоских сред. Но на практике особый интерес представляет явление преломления света на сферических поверхностях линз.
Линза — прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями.
Какими бывают линзы?
По форме различают следующие виды линз:
Выпуклые линзы тоже имеют разновидности:
Разновидности вогнутых линз:
Тонкая линза
Мы будем говорить о линзах, у которых толщина l = AB намного меньше радиусов сферических поверхностей этой линзы R1 и R2. Такие линзы называют тонкими.
Тонкая линза — линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей, которыми она ограничена.
Главная оптическая ось тонкой — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы (на рисунке она соответствует прямой O1O2).
Оптический центр линзы — точка, расположенная в центре линзы на ее главной оптической оси (на рисунке ей соответствует точка О). При прохождении через оптический центр линзы лучи света не преломляются.
Побочная оптическая ось — любая другая прямая, проходящая через оптический центр линзы.
Изображение в линзе
Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это значит, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета (источника), после преломления в линзе снова собирается в точку (изображение) независимо от того, какую часть линзы прошли лучи.
Оптическое изображение — картина, получаемая в результате действия оптической системы на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта.
Практическое использование изображений часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрительного восприятия предмета является его изображение, спроектированное на сетчатку глаза.
Изображения разделяют на действительные и мнимые. Действительные изображения создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения (см. рисунок а). Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действительное изображение.
Если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке (см. рисунок б). Эту точку называют мнимым изображением точки-объекта. Она не соответствует пересечению реальных лучей, поэтому мнимое изображение невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое изображение способно играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу или собирающей линзе), которая преобразует его в действительное.
Собирающая линза
Обычно линзы изготавливают из стекла. Все выпуклые линзы являются собирающими, поскольку они собирают лучи в одной точке. Любую из таких линз условно можно принять за совокупность стеклянных призм. В воздухе каждая призма отклоняет лучи к основанию. Все лучи, идущие через линзу, отклоняются в сторону ее главной оптической оси.
Если на линзу падают световые лучи, параллельные главной оптической оси, то при прохождении через нее они собираются на одной точке, лежащей на оптической оси. Ее называют главным фокусом линзы. У выпуклой линзы их два — второй главный фокус находится с противоположной стороны линзы. В нем будут собираться лучи, которые будут падать с обратной стороны линзы.
Главный фокус линзы обозначают буквой F.
Фокусное расстояние — расстояние от главного фокуса линзы до их оптического центра. Оно обозначается такой же букой F и измеряется в метрах (м).
В однородных средах главные фокусы собирающих линз находятся на одинаковом расстоянии от оптического центра.
Пример №1. Что произойдет с фокусным расстоянием линзы, если ее поместить в воду?
Вода — оптически более плотная среда, поэтому преломленные лучи будут располагаться ближе к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред. Следовательно, фокусное расстояние увеличится. На рисунке лучам, выходящим из линзы в воздухе, соответствуют красные линии. Лучам, выходящим из линзы в воде — зеленые. Видно, что зеленые линии больше приближены к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред, что соответствует закону преломления света.
Направим три узких параллельных пучка лучей от осветителя под углом к главной оптической оси собирающей линзы. Мы увидим, что пересечение лучей произойдет не в главном фокусе, а в другой точке (рисунок а). Но точки пересечения независимо от углов, образуемых этими пучками с главной оптической осью, будут располагаются в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси линзы и проходящей через главный фокус (рисунок б). Эту плоскость называют фокальной плоскостью.
Поместив светящуюся точку в фокусе линзы (или в любой точке ее фокальной плоскости), получим после преломления параллельные лучи.
Если сместить источник дальше от фокуса линзы, лучи за линзой становятся сходящимися и дают действительное изображение.
Когда же источник света находится ближе фокуса, преломленные лучи расходятся и изображение получается мнимым.
Рассеивающая линза
Вогнутые линзы обычно являются рассеивающими (лучи, выходя из них, не собираются, а рассеиваются). Это бывает если, поместить вогнутую линзу в оптически менее плотную среду по сравнению с материалом, из которого изготовлена линза. Так, стеклянная линза в воздухе является рассеивающей.
Если направить на вогнутую линзы световые лучи, являющиеся параллельными главной оптической оси, то образуется расходящийся пучок лучей. Если провести их продолжения, то они пересекутся в главном фокусе линзы. В этом случае фокус (и изображение в нем) является мнимым. Этот фокус располагается на фокусном расстоянии, равном F.
Другой мнимый фокус находится по другую сторону линзы на таком же расстоянии при условии, что среда по обе стороны линзы одинаковая.
Оптическая сила линзы
Оптическая сила линзы — величина, характеризующая преломляющую способность симметричных относительно оси линз и центрированных оптических систем, состоящих из таких линз.
Обозначается оптическая сила линзы буквой D. Единица измерения — диоптрий (дптр). Оптической силой в 1 дптр обладает линза с фокусным расстоянием 1 м.
Оптическая сила линзы равна величине, обратной ее фокусному расстоянию:
На рисунке показан ход двух лучей от точечного источника света А через тонкую линзу. Какова приблизительно оптическая сила этой линзы?
Как узнать оптическую силу линзы
Диоптрия происходит с греческого и переводится как «видящий насквозь». Само понятие было открыто Альваром Гульстрандом – офтальмологом из Швеции. Оно обозначает единицу оптической силы, выпуклых и вогнутых зеркал, обозначаются эти единицы в диоптриях.
Величина главного фокусного расстояния вымеряется в метрах, и она равна оптической силе, которая выражается в диоптриях.
Сила рефракций линз измеряется диоптриями (dioptre). Оптическая сила линзы, которая фокусирует на дистанции один метр параллельные лучи, которые проходят через линзу, равняется одной диоптрии. Если линзы более сильные, то они фокусируют световые лучи в точках, которые находятся на меньшей дистанции, чем один метр. Их оптическая сила более высокая.
Оптическая сила линзы измеряется диоптрией. Оптическая сила может фокусировать параллельные лучи в заданной точке, которая находится на дистанции один метр, но прежде она проходит сквозь двояковыпуклую линзу.
Многое зависит от силы линзы. Если она сильнее, то фокусировать лучи она будет в более близких точках. Если она слабее, то фокусирование будет на более дальних расстояниях. Следовательно, она будет иметь большую оптическую силу.
Когда речь идет об оптической системе глаза, то специалисты употребляют такой термин как «рефракции». Это преломляющая оптической системы глаза, которую измеряют в диоптриях.
Хрусталики – двояковыпуклые линзы имеющие переменную кривизну. Таким образом, они получают способность к аккомодации.
Если зрение хорошее, глаз человека имеет способность к аккомодации в 14 диоптрий. С годами цифра становится меньшей, а после 65 лет почти приравнивается к нулю.
Когда хрусталик изменяется, он начинает терять кривизну или она просто уменьшается, острота зрения тоже ухудшается. Ее необходимо повышать при помощи средств контактной коррекции.
Контактная оптика имеет оптическую силу, которой она компенсирует утраченную оптическую силу хрусталика. Благодаря этому пользователь может нормально видеть, хорошо различать предметы.
Если острота зрения равна единице, то человек может прочесть самую мелкую строчку, которая есть в таблице Головина-Сивцева, таблица должна быть на расстоянии пяти метров. Так как сила линз выражается в диоптриях, то когда острота зрения становится максимальной, офтальмолог дает оценку степени нарушения зрения.
И преломляющая сила вогнутых линз, и двояковыпуклых выражается в диоптриях. Выпуклые линзы дают компенсацию преломления, опираясь на которую можно определить, какая преломляющая сила вогнутых линз.
Параллельное направление пучков лучей восстанавливается вогнутой линзой, в то время, когда выпуклая линза, имеющая силу один диоптрий, преломляет их. Оптическая сила в один диоптрий вогнутой линзы имеет знак минус. Пучок параллельных лучей рассеивается ровно на столько, на сколько может собрать линза, имеющая оптическую силу в плюс один диоптрий.
Оптическая сила линзы
Какие бывают линзы
Поверхность линзы может быть сферической выпуклой или сферической, но вогнутой. Есть линзы, у которых одна из поверхностей делается просто плоской. Выпуклые линзы называют собирающими, а вогнутые — рассеивающими.
В 1853 году, во время археологических раскопок Нимруда — столицы Ассирии (древнее государство на территории современных Сирии и Ирака), была найдена линза, возраст которой более 3000 лет. Линза имела трехкратное увеличение. Этот факт говорит о том, что замечательные оптические свойства линз люди научились применять на ранней стадии своего существования.
Что такое фокусное расстояние
Лучи света падают на одну из сторон линзы, преломляются в стекле и сходятся с другой стороны (собирающая линза), формируя изображение.
Рис. 2. Фокусное расстояние у собирающей и рассеивающей линз.
Линза называется тонкой, если ее толщина мала по сравнению с радиусами ее поверхности. Прямая, проходящая через центры сферических поверхностей, ограничивающих линзу, называется главной оптической осью.
Главная оптическая ось пересекает линзу в точке, которая называется оптическим центром линзы. Точка, лежащая на главной оптической оси, в которой собираются преломленные линзой лучи (или их продолжения), если они падали на линзу параллельно главной оптической оси, называется главным фокусом. Главный фокус собирающей линзы действительный, а рассеивающей — мнимый.
Расстояние от оптического центра линзы до его главного фокуса называется фокусным расстоянием и обозначается F. Плоскость, проведенная через фокус линзы перпендикулярно к главной оптической оси, есть фокальная плоскость. У собирающих линз значения F положительные (F>0), а у рассеивающих отрицательные (F
Диоптрия относится к внесистемным единицам измерения и используется в основном в офтальмологии для подбора линз к очкам.
Оптическую силу линз измеряют с помощью приборов, называемых диоптриметрами.
Что мы узнали?
Итак, мы узнали что из себя представляют оптические линзы, и каких типов они бывают. Основной характеристикой линзы является ее фокусное расстояние F. Величина D, обратная F, называется оптической силой линзы, измеряется в диоптриях и используется в основном в офтальмологии (раздел медицины, изучающий глаз).