Четкость изображения в линзе

[Rusit8800]

Что значит ЧЕТКОЕ изображение источника света в собирающей линзе?Я так понял, что это значит, что изображение не расплывчато.Но как можно судить о четкости в линзе, ведь непонятно, по каким критериям можно понять, что данное изображение четкое или нет?На глаз, конечно же, можно понять ,но ведь мне нужно решить задачу, и критерий должен быть КОНКРЕТНЫМ(то есть например в собирающей линзе, если $a>2F$, то изображение перевернутое, вот примерно такой должен быть критерий)

[profrotter]

Тема перемещена из форума «Физика» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: в подходящий раздел.

[OlegCh]

В оптике есть такое понятие - кружок рассеяния. Вот оно как раз и определяет "четкость" изображения, создаваемого линзой.

[Rusit8800]

OlegCh в сообщении #1114262 писал(а):

В оптике есть такое понятие - кружок рассеяния. Вот оно как раз и определяет "четкость" изображения, создаваемого линзой.

Поясните, пожалуйста

[gris]

В учебных задачах источники света по умолчанию считаются точечными. И его чёткое изображение должно быть точечным.

[Rusit8800]

Вот, собственно задача:"Стрелка АВ перпендикулярна главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Расстояние от стрелки до экрана, на котором
получилось её чёткое изображение, равно $L = 30$ см. Если линзу передвинуть вдоль её главной оптической оси на расстояние $l = 3$ см (не смещая при этом стрелку и экран), то изображение вновь окажется чётким. Каково фокусное расстояние линзы?"
Не могу понять, что в данном контексте значит "четкое изображение".

Pphantom:

Не забывайте правильно набирать формулы. Выше исправлено.

[gris]

Мне кажется, что это означает то, что если мы поместим точечный источник света на место любой точки стрелки, то мы получим точечное изображение этого источника света

[Rusit8800]

gris в сообщении #1114269 писал(а):

Мне кажется, что это означает то, что если мы поместим точечный источник света на место любой точки стрелки, то мы получим точечное изображение этого источника света

А он может получится не точечным?

-- 11.04.2016, 23:22 --

Точечный источник всегда в тонкой линзе отображается в точечный источник.

[gris]

Рассматривается изображение на плоском экране, расположенном перпендикулярно оси линзы на фиксированном расстоянии от центра линзы либо от источника.

[Rusit8800]

Я так понял, что четкое изображение на экране, значит что расстояние от линзы до экрана и от линзы до точки фокусировки лучей на экране равны.А мнимиые изображения мы не рассматриваем, тогда $F<L$

-- 11.04.2016, 23:42 --

Есть некоторое предчувствие, что до сдвига $F<L<2F$, а после $L+l>2F$, хотя это один из многих возможный случаев(кроме $F>L$)

[gris]

Ну да. Два уравнения.

[Dmitriy40]

Rusit8800 в сообщении #1114271 писал(а):

А он может получится не точечным?

Но не всегда на данном экране, может или ближе экрана быть, или дальше - и в обоих случаях как раз и будет нечёткое изображение.

Потому условие чёткости изображения - все лучи из любой точки предмета, прошедшие через линзу, соберутся в одну точку точно на экране.

Для тонкой собирающей линзы есть готовое выражение для расстояний до предмета и экрана и фокусного расстояния линзы.
Надо записать это выражение в двух вариантах положения линзы, будет система из двух уравнений и двух неизвестных (расстояния до предмета и до экрана), она уже решается. Физически невозможные решения отбрасываются.

Added.
Учитывая что смещение линзы в 10 раз меньше расстояния между предметом и экраном, вероятно в одном положении изображение чуть больше предмета, в другом чуть меньше (и ровно симметрично). И предмет и экран при этом находятся около двойного фокуса линзы. Примерно. Точно - считать.

[Munin]

1. Есть чисто геометрический критерий для тонкой линзы, как вам сказали. Достаточно поместить экран в плоскость изображения. (Если само изображение неплоское, ну увы. Это фотографы называют глубиной резкости.)

2. Есть аберрация, хроматическая и ахроматическая. Ахроматическая выражается в том, что лучи, прошедшие через середину линзы, и через её края, собираются в разных местах. Это можно было бы исправить формой линзы, но тогда линза не может универсально справиться с любыми расстояниями. Кроме того, её сложней изготовлять (сферическую проще всего). Также можно исправить, добавляя несколько линз в систему.

Хроматическая - это когда в разных местах собираются лучи разных цветов. Исправлять приходится, собирая несколько линз из стёкол с разной дисперсией (например, флинт и крон), обычно склеивая.

По сути, из-за этого всего, современные объективы, скажем, фотоаппаратов и видеокамер - сложные и многолинзовые. Впрочем, это может уйти в прошлое, поскольку появляются возможности создавать линзы изменяемой формы, которые будут подстраиваться вместе с общей настройкой на резкость.

3. И наконец, даже если все эти препятствия мы преодолели, есть дифракционный предел. Никакой свет не может быть сфокусирован в пятнышко размерами меньше $\lambda$ по порядку величины. Этот предел накладывает уже волновая оптика. Единственным обходом этого предела являются всякие ближнепольные линзы, которые по сути уже не линзы вообще.

[OlegCh]

(Оффтоп)

Rusit8800 в сообщении #1114263 писал(а):

Поясните, пожалуйста

Я-то подумал, что речь идет о реальной оптической системе, а тут просто школьная задачка... Зря я влез со своим кружком рассеяния.

[rockclimber]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #1114292 писал(а):

Это фотографы называют глубиной резкости.

Тру фотографы-педанты в этом месте делают кислую физиономию и поправляют: "глубина резко изображаемого пространства", потому что бывает еще другое понятие, которое тоже называется "глубина резкости", но означает что-то совсем другое (я все время забываю, что). Ссылку сейчас найти не могу, завтра поищу.
Я не тру фотограф-педант, если что.