Що таке лінзи? Докладний розбір

У статті розповідається про те, що таке лінзи, для чого використовуються, де застосовуються, і зокрема про оптичних і контактних лінзах.

Розвиток науки

У всі часи знаходилися ті, кого цікавило справжнє пристрій світу і природних явищ. Особливо людську увагу привертали до себе небо і зірки. Перші телескопи були винайдені ще в Середні століття, і їх поява послужила низці астрономічних відкриттів. Посприяло тому ще така річ як розвиток скляної промисловості, а зокрема лінз. Приблизно в ті ж роки були винайдені і перші мікроскопи, які постійно удосконалювалися і також допомогли вченим пізнати таємниці макросвіту. Так що таке лінзи, як влаштовані, де застосовуються і для чого потрібні? В цьому ми і розберемося.

Визначення

Згідно з офіційною термінологією, лінза – це деталь з прозорого матеріалу з двома поверхнями, які заломлюють промені світла. Виробляються вони з скла, пластику або іншого подібного оптичного матеріалу. Також цей термін може бути застосований і до інших явищ, наприклад, повітряна лінза, лінза підземного озера і т. п. Але ми розглянемо саме оптичні. Що таке лінзи, ми розібрали, але як вони працюють?

Вся справа в їх поверхні. Простіше кажучи, одна поверхня збирає світло, а друга з-за своєї форми переломлює його. Або ж навпаки. Також в цьому процесі можуть брати участь відразу обидві сторони: одна, приймаючи, що розсіює, а друга збирає в пучок і т. п.

З збільшувальними лінзами, напевно, знайомі всі, особливо хлопці, які в літню пору, збираючи ними світло, перетворювали його в крихітну і гарячу точку. І, до речі, цікавий факт: подібний спосіб розведення вогню згадується у п'єсі Арістофана «Хмари», що датується 424 роком до н. е. У Римській Імперії також вперше був застосований спосіб корекції зору за допомогою лінзи: імператор Нерон дивився на бої гладіаторів через увігнутий смарагд. Ймовірно, він страждав на короткозорість. Так що тепер ми знаємо, що таке лінзи.

Класифікація

З технічного принципом дії їх можна розділити на дві групи – розсіюючі і збирають. До першої належать ті, у яких середина товщі, ніж краю, а до другої ті, чиї краю товщі середини. Це визначення відноситься тільки до простого їх типу.

Характеризуються вони також по своїй оптичній силі, яка вимірюється в діоптріях, і фокусною відстанню. Але що таке фокус лінзи?

Якщо говорити спрощено, то це точка, де збираються промені світла, які пройшли через лінзу. А терміном «фокусна відстань» позначають довжину від центру оптичної лінзи до самого місця фокусування. Пояснити це можна на прикладі дитячої гри з збільшувальним склом і сонцем: щоб промені останнього зібралися в гарячу точку, необхідно знайти потрібну відстань між світлом і поверхнею. Також це проявляється і при носінні окулярів – якщо їх занадто сильно наблизити або віддалити від очей, то зображення буде розмиватися. Так що тепер ми знаємо, що таке фокус лінзи.

Області застосування

З відкриттям можливості зміни довжини світлової хвилі за допомогою лінз (збільшення зображення) людство швидко оцінило її по заслугах. Почалося все з простих телескопів і підзорних труб. І останні довгий час були показником статусу капітана корабля або дослідника, так як коштували чимало грошей і їх часто інкрустували коштовним камінням і металами.

А пізніше перші мікроскопи дозволяли відкрити завісу макросвіту. Правда, деякі сучасні моделі, діючі за зондирующему типу, лінз майже позбавлені. Але зате вони дозволяють будувати тривимірні і растрові зображення дрібних об'єктів.

Різні пристрої з лінзами також є невід'ємною частиною сучасного світу: вони є в камерах мобільних телефонів, фото та видеоаппаратов, навіть звичайні дверні вічка містять лінзи. Але в них використовується метод не збільшення, а навпаки, розсіювання світла, завдяки якому маленький отвір дозволяє бачити всю сходову площадку.

Також при питанні про те, що таке оптичні лінзи, не можна не згадати окуляри. Це простий пристрій було винайдено в Середні століття і мало змінилося, але воно значно полегшує життя людям із порушенням зору. Перші їх праобрази застосовувалися ще в Давньому Римі, але тоді вони представляли собою просто плоскі шматки скла з опуклою або увігнутою формою, якими користувалися рідко, наприклад, для читання або для вивчення далеких об'єктів.

Контактні

Але що таке контактні лінзи? Принцип їх дії такий же, що і в звичайних, але розмір набагато менше. Виготовляються вони з м'якого пластику і надягають прямо на рогівку ока. Незважаючи на переваги перед звичайними окулярами, вони не витіснили їх цілковито, як передрікали винахідники. Подібні лінзи більш важкі в «надіванні», їм потрібен постійний догляд, а довге носіння стомлює і дратує очі. До того ж термін їх служби менше звичайних окулярів, а ціна деколи вище.