Что такое линзы? Подробный разбор

В статье рассказывается о том, что такое линзы, для чего используются, где применяются, и в частности об оптических и контактных линзах.

Развитие науки

Во все времена находились те, кого интересовало истинное устройство мира и природных явлений. Особенно человеческое внимание приковывали к себе небо и звезды. Первые телескопы были изобретены еще в Средние века, и их появление послужило череде астрономических открытий. Поспособствовало тому еще такая вещь как развитие стекольной промышленности, а в частности линз. Примерно в те же годы были изобретены и первые микроскопы, которые постоянно совершенствовались и также помогли ученым познать тайны макромира. Так что такое линзы, как устроены, где применяются и для чего нужны? В этом мы и разберемся.

Определение

Согласно официальной терминологии, линза – это деталь из прозрачного материала с двумя поверхностями, которые преломляют лучи света. Производятся они из стекла, пластика или иного подобного оптического материала. Также этот термин может быть применим и к другим явлениям, к примеру, воздушная линза, линза подземного озера и т.п. Но мы разберем именно оптические. Что такое линзы, мы разобрали, но как они работают?

Все дело в их поверхности. Проще говоря, одна их поверхность собирает свет, а вторая из-за своей формы преломляет его. Или же наоборот. Также в подобном процессе могут участвовать сразу обе стороны: одна, принимая, рассеивает, а вторая собирает в пучок и т.п.

С увеличительными линзами, наверное, знакомы все, особенно мальчишки, которые в летнюю пору, собирая ими свет, превращали его в крошечную и горячую точку. И, кстати, интересный факт: подобный способ разведения огня упоминается в пьесе Аристофана «Облака», датируемой 424 годом до н. э. В Римской Империи также впервые были применен способ коррекции зрения с помощью линзы: император Нерон смотрел на бои гладиаторов через вогнутый изумруд. Вероятно, он страдал близорукостью. Так что теперь мы знаем, что такое линзы.

Классификация

По техническому принципу действия их можно разделить на две группы – рассеивающие и собирающие. К первой относятся те, у которых середина толще чем края, а ко второй те, чьи края толще середины. Это определение относится только к простому их типу.

Характеризуются они также по своей оптической силе, которая измеряется в диоптриях, и фокусным расстоянием. Но что такое фокус линзы?

Если говорить упрощенно, то это точка, где собираются лучи света, которые прошли через линзу. А термином «фокусное расстояние» обозначают длину от центра оптической линзы до самого места фокусировки. Объяснить это можно также на примере детской игры с увеличительным стеклом и солнцем: чтобы лучи последнего собрались в горячую точку, необходимо найти нужное расстояние между светом и поверхностью. Также это проявляется и при ношении очков – если их слишком сильно приблизить или отдалить от глаз, то изображение будет размываться. Так что теперь мы знаем, что такое фокус линзы.

Области применения

С открытием возможности изменения длины световой волны посредством линз (увеличение изображения) человечество быстро оценило ее по заслугам. Началось все с простых телескопов и подзорных труб. И последние долгое время были показателем статуса капитана корабля или исследователя, так как стоили немало денег и их часто инкрустировали драгоценными камнями и металлами.

А позже первые микроскопы позволяли приоткрыть завесу макромира. Правда, некоторые современные модели, действующие по зондирующему типу, линз почти лишены. Но зато они позволяют строить трехмерные и растровые изображения мелких объектов.

Различные устройства с линзами также являются неотъемлемой частью современного мира: они есть в камерах мобильных телефонов, фото и видеоаппаратов, даже обычные дверные глазки содержат линзы. Но в них используется не метод увеличения, а наоборот, рассеивания света, благодаря которому маленькое отверстие позволяет видеть всю лестничную площадку.

Также при вопросе о том, что такое оптические линзы, нельзя не упомянуть очки. Это простое устройство было изобретено в Средние века и мало изменилось, но оно значительно облегчает жизнь людям с нарушением зрения. Первые их праобразы применялись еще в Древнем Риме, но тогда они представляли собой просто плоские куски стекла с выпуклой или вогнутой формой, которыми пользовались редко, к примеру, для чтения или для изучения далеких объектов.

Контактные

Но что такое контактные линзы? Принцип их действия такой же, что и в обычных, но размер гораздо меньше. Изготавливаются они из мягкого пластика и надеваются прямо на роговицу глаза. Несмотря на преимущества перед обычными очками, они не вытеснили их полностью, как предрекали изобретатели. Подобные линзы более трудны в «надевании», им нужен частый уход, а долгое ношение утомляет и раздражает глаза. К тому же срок их службы меньше обычных очков, а цена порой выше.