Linza nima

Ikki tomoni qavariq linza

Linza (nem. Linse, lot. lens — yasmiq) — shaffof bir jinsli materialdan yasalgan, yorug‘likni sindiruvchi ikkita sayqallangan sirtga ega optik detal. Masalan, uning ikkala sirti sferik yoki bir sirti tekis, ikkinchisi esa sferik bo‘lishi mumkin. Hozirda sirt shakli sferadan farq qiladigan «asferik linzalar» ham tobora keng qo‘llanilmoqda. Linzalar tayyorlashda odatda optik materiallar, jumladan, shisha, optik shisha, kristallar, optik jihatdan shaffof plastmassalar va boshqa materiallar ishlatiladi. Infraqizil linzalar esa infraqizil nurlanishni o‘tkazadigan materiallardan tayyorlanadi (odatda, germaniy, kremniy, qora selen, magniy ftorid, kalsiy ftorid yoki rux selenid).

«Linza» atamasi nurlanishga ta’siri linzaga o‘xshash bo‘lgan boshqa qurilmalar va hodisalarga nisbatan ham qo‘llanadi. Masalan:

Tarix

Yorug‘lik suv bilan to‘ldirilgan sferik shisha idishda sinadi. Rojer Bekon, XIII asr
Osmonni kuzatishga mo‘ljallangan LSST teleskopi uchun obyektiv

«Linza» so‘zi lotincha lēns — yasmiq so‘zidan kelib chiqqan, chunki ikki tomoni qavariq linzaning shakli yasmiq urug‘iga o‘xshaydi. «Linza» atamasi geometrik shaklni ham bildiradi.

Ayrim olimlarning fikricha, arxeologik dalillar linzalar qadimda bir necha ming yil davomida keng qo‘llanganini ko‘rsatadi. Shunday topilmalardan biri — Nimrud linzasi — arxeologik topilma bo‘lib, u tog‘ billuridan yasalgan va miloddan avvalgi VIII asrga (750—710 yillar) oid. U kattalashtiruvchi yoki quyosh nurini to‘plab o‘t oldiruvchi shisha sifatida yoxud boshqa maqsadlarda ishlatilgan bo‘lishi mumkin. Boshqa tadqiqotchilar ayrim Misr iyerogliflarida «oddiy shisha menisksimon linzalar» tasvirlangan, deb taxmin qilishgan.

Linzalardan, xususan, o‘t oldiruvchi shishalardan foydalanish haqida yozilgan eng qadimgi adabiy manba — Aristofanning «Bulutlar» (miloddan avvalgi 424 yil) pyesasidir. Katta Pliniy (milodiy I asr) o‘t oldiruvchi shishalar antik davrda, xususan, Rim davrida ma’lum bo‘lganini tasdiqlaydi. Pliniy asarlarida ko‘rishni tuzatuvchi linzalar ishlatilgani haqidagi eng qadimgi ma’lum ma’lumot ham uchraydi: u Neronning gladiatorlar janglarini zumrad orqali tomosha qilgani aytilishini qayd etadi (ehtimol, u botiq bo‘lib, yaqindan ko‘rish nuqsonini tuzatishga xizmat qilgan, ammo bu talqin aniq emas). Pliniy ham, Kichik Seneka (miloddan avvalgi 3 yil — milodiy 65 yil) suv bilan to‘ldirilgan shisha sharning kattalashtirish xususiyatini tasvirlagan.

Ptolemey (II asr) optika bo‘yicha kitob yozgan. Biroq bu asar to‘liq bo‘lmagan va sifatsiz arabcha tarjimadan qilingan lotincha tarjimada saqlanib qolgan, xolos. Shunga qaramay, kitob o‘rta asrlar islom olamidagi olimlar tomonidan qabul qilinib, Ibn Sal (X asr) tomonidan sharhlangan. Keyinchalik bu olimning ishlarini Alhazen (Optika kitobi, XI asr) yanada rivojlantirgan. Ptolemeyning Optika asarining arabcha tarjimasi XII asrda lotin tiliga ham o‘girilgan (Palermolik Yevgeniy, 1154 yil). XI–XIII asrlar oralig‘ida «o‘qish toshlari» ixtiro qilingan. Bular dastlab shisha sharni ikkiga bo‘lib tayyorlangan sodda yassi-qavariq linzalar edi. O‘rta asrlarga (XI yoki XII asr) oid Visbyu linzalari tog‘ billuridan yasalgan bo‘lib, o‘t oldiruvchi shisha sifatida ishlatish uchun mo‘ljallangan bo‘lishi mumkin. Biroq ularning boshqa maqsadda yaratilgani ham ehtimoldan xoli emas.

Ko‘zoynaklar «o‘qish toshlari»ni takomillashtirish natijasida Yuksak o‘rta asrlar davrida Shimoliy Italiyada XIII asrning ikkinchi yarmida ixtiro qilingan. Shu tariqa ko‘zoynak linzalarini silliqlash va sayqallash bilan shug‘ullanuvchi optika sanoati avval XIII asr oxirida Venetsiya va Florensiyada, so‘ng esa ko‘zoynak ishlab chiqarish markazlari bo‘lgan Niderlandiya va Germaniyada rivojlana boshladi. Ko‘zoynak ustalari ko‘rishni tuzatishga mo‘ljallangan takomillashtirilgan linzalarni yaratishdi. Bunda ular asosan linzalarning ta’sirini kuzatish orqali to‘plangan amaliy tajribaga tayangan (ehtimol, o‘sha davrning oddiy optika nazariyasini bilmagan). Linzalar bilan olib borilgan amaliy ishlar va tajribalar natijasida murakkab optik mikroskop taxminan 1595 yilda va refraktor teleskop 1608 yilda ixtiro qilindi. Har ikkala ixtiro ham Niderlandiyada yaratilgan.

Teleskop XVII asrda va mikroskop XVIII asr boshida ixtiro qilingach, ularda kuzatilgan xromatik nuqsonlarni bartaraf etish uchun turli shakldagi linzalar bilan ko‘plab tajribalar o‘tkazildi. Optiklar xatolar linza sirtlarining sferik shaklidagi nuqsonlardan kelib chiqadi, deb noto‘g‘ri taxmin qilishgan va egriligi turlicha linzalar yaratishga urinishgan. Yorug‘likning sinishi nazariyasi va tajribalar bitta elementli obyektiv barcha ranglarni bitta nuqtaga to‘play olmasligini ko‘rsatdi. Natijada murakkab axromatik linza Chester Mur Xoll tomonidan Angliyada 1733 yilda ixtiro qilindi. Ingliz olimi Jon Dollond ham bu ixtiro uchun 1758 yilda patent olgan.

Linza vazifasini bajaruvchi yomg‘ir tomchilari ortidan ko‘rinayotgan Golden Geyt ko‘prigi
Ikki tomoni qavariq linza orqali ko‘rilayotgan o‘simlik

Oddiy linzalarning xususiyatlari

Shakliga qarab linzalar yig‘uvchi (musbat) va sochuvchi (manfiy) turlarga bo‘linadi. Odatda o‘rta qismi chetlariga nisbatan qalin bo‘lgan linzalar yig‘uvchi, chetlari o‘rtasidan qalin bo‘lganlari esa sochuvchi linzalar hisoblanadi. Shuni ta’kidlash kerakki, bu qoida faqat linza materialining sindirish ko‘rsatkichi atrof-muhitnikidan katta bo‘lganda to‘g‘ri bo‘ladi. Agar linzaning sindirish ko‘rsatkichi muhitnikidan kichik bo‘lsa, vaziyat teskari bo‘ladi. Masalan, suvdagi havo pufakchasi ikki tomoni qavariq sochuvchi linza hisoblanadi.

Linzalarning asosiy tavsiflari — optik kuch (dioptriyalarda o‘lchanadi) va fokus masofasidir.

Optik asboblarning optik aberratsiyalarini (avvalo, yorug‘lik dispersiyasiga bog‘liq xromatik nuqsonlarini, — axromatlar va apoxromatlar yordamida) tuzatishda linzalar va ularning materialiga xos boshqa xususiyatlar, masalan, sindirish ko‘rsatkichi, dispersiya koeffitsiyenti, yutilish ko‘rsatkichi va sochilish ko‘rsatkichi ham tanlangan optik diapazonda muhim hisoblanadi.

ham tanlangan optik diapazonda muhimdir. Ba’zan linzali optik tizimlar (refraktorlar) sindirish ko‘rsatkichi nisbatan katta bo‘lgan muhitda ishlashi uchun maxsus loyihalanadi (qarang: immersion mikroskop, immersion suyuqliklar).

Linza turlari: yig‘uvchi: 1 — ikki tomoni qavariq; 2 — yassi-qavariq; 3 — botiq-qavariq (musbat (qavariq) menisk); sochuvchi: 4 — ikki tomoni botiq; 5 — yassi-botiq; 6 — qavariq-botiq (manfiy (botiq) menisk)
Linza yordamida to‘lqin fronti shaklini o‘zgartirish. Bu yerda linzadan o‘tgan yassi to‘lqin fronti sferik frontga aylanadi

Qavariq-botiq linza menisk deb ataladi. U yig‘uvchi (o‘rtasiga qarab qalinlashadigan), sochuvchi (chetlariga qarab qalinlashadigan) yoki teleskopik (fokus masofasi cheksiz) bo‘lishi mumkin. Masalan, yaqindan ko‘ruvchilar uchun ko‘zoynak linzalari, odatda, manfiy menisklardan iborat.

Keng tarqalgan noto‘g‘ri tushunchadan farqli ravishda, radiuslari bir xil bo‘lgan meniskning optik kuchi nol emas, balki musbat bo‘ladi va shishaning sindirish ko‘rsatkichi hamda linza qalinligiga bog‘liq. Sirtlarining egrilik markazlari bitta nuqtada joylashgan menisk konsentrik linza deb ataladi (uning optik kuchi doim manfiy bo‘ladi).

Yig‘uvchi linzaning o‘ziga xos xususiyati — uning sirtiga tushayotgan nurlarni linzaning qarama-qarshi tomonidagi bir nuqtada jamlay olishidir.

Linzaning asosiy elementlari: NN — optik o‘q — linzani chegaralovchi sferik sirtlarning markazlaridan o‘tadigan to‘g‘ri chiziq; O — optik markaz — ikki tomoni qavariq yoki ikki tomoni botiq (sirt radiuslari teng) linzada optik o‘q bo‘ylab linza ichida (uning markazida) joylashgan nuqta.

Agar yig‘uvchi linzaning oldiga muayyan masofada yorug‘lik chiqaruvchi S nuqta joylashtirilsa, o‘q bo‘ylab yo‘nalgan nur linzadan sinmasdan o‘tadi, markazdan o‘tmaydigan nurlar esa optik o‘q tomonga sinib, shu o‘qdagi F nuqtada kesishadi. Bu nuqta S nuqtaning tasviri bo‘ladi. U qo‘shma fokus yoki oddiygina fokus deb ataladi.

Agar linzaga juda uzoqdagi manbadan kelayotgan, parallel dasta deb qarash mumkin bo‘lgan yorug‘lik tushsa, linzadan chiqqan nurlar kattaroq burchakka sinadi va F nuqta optik o‘q bo‘ylab linzaga yaqinlashadi. Bunda linzadan chiqqan nurlarning kesishish nuqtasi F′ fokus deb ataladi, linza markazidan shu fokusgacha bo‘lgan masofa esa fokus masofasi.

Sochuvchi linzaga tushgan nurlar undan chiqqach, linza chetlari tomon sinadi, ya’ni sochiladi. Agar ular rasmda punktir bilan ko‘rsatilganidek teskari yo‘nalishda davom ettirilsa, nurlar F nuqtada uchrashadi. Bu nuqta linzaning mavhum fokusidir.

Sochuvchi linzaning mavhum fokusi
Linzaning chap tomonida yaqinlashuvchi nurlar linza sirtidan qaytgan nurlar bo‘lib, mavhum fokus o‘rniga bog‘liq emas

Optik o‘qdagi fokus haqida aytilganlar tasvir nuqtasi linza markazidan optik o‘qqa nisbatan burchak ostida o‘tuvchi qiya chiziqda joylashgan holatlarga ham tegishlidir. Linzaning fokusida joylashgan va optik o‘qqa perpendikulyar bo‘lgan tekislik fokal tekislik deb ataladi.

deb ataladi.Yig‘uvchi linzalarning istalgan tomoni buyumga qaratilishi mumkin. Shu sababli nurlar linzadan o‘tgach, uning u yoki bu tomonida to‘planishi mumkin. Demak, linzaning ikkita fokusi mavjud: oldingi va keyingi

fokus. Ular optik o‘qda linzaning ikki tomonida, asosiy nuqtalardan fokus masofasicha uzoqlikda joylashadi. Texnikada ko‘pincha linza (lupa)ning kattalashtirishi tushunchasi qo‘llanadi va u 2×, 3× va hokazo tarzda belgilanadi. Bunda kattalashtirish Γd=F+dF=dF+1 formulasi orqali aniqlanadi (linzaga juda yaqin turib qaralganda). Bu yerda F — fokus masofasi, d — eng yaxshi ko‘rish masofasi (o‘rta yoshli katta odamda taxminan 25 sm). Fokus masofasi 25 sm bo‘lgan linza 2×, fokus masofasi 10 sm bo‘lgan linza esa 3,5× kattalashtiradi.

Yupqa linzada nurlarning yo‘li

Optikada qalinligi nolga teng deb qabul qilingan linza «yupqa linza» deb ataladi. Bunday linzada ikkita asosiy tekislik emas, balki oldingi va keyingi tekisliklari go‘yoki birlashgan bitta tekislik ko‘rsatiladi.

Ixtiyoriy yo‘nalgan nurning yupqa yig‘uvchi linzadagi yo‘lini qurishni ko‘rib chiqamiz. Buning uchun yupqa linzaning ikkita xossasidan foydalanamiz:

  • linzaning optik markazidan o‘tgan nur o‘z yo‘nalishini o‘zgartirmaydi;
  • linzadan o‘tuvchi parallel nurlar fokal tekislikda bir nuqtada yig‘iladi.

Ixtiyoriy yo‘nalishdagi SA nur linzaning A nuqtasiga tushsin. Uning linzada singandan keyingi yo‘lini quramiz. Buning uchun OB nurga parallel bo‘lgan va linzaning SA optik markazidan o‘tuvchi O nurni chizamiz. Linzaning birinchi xossasiga ko‘ra, OB nur o‘z yo‘nalishini o‘zgartirmasdan fokal tekislikni B nuqtada kesib o‘tadi. Ikkinchi xossaga ko‘ra, unga parallel bo‘lgan SA nur ham singandan keyin fokal tekislikda aynan shu nuqtadan o‘tishi kerak. Shunday qilib, linzadan o‘tgach, SA nur AB.

yo‘l bo‘ylab harakat qiladi. Xuddi shu usulda boshqa nurlar, masalan, SPQ.

nurning yo‘lini ham qurish mumkin. Linzadan yorug‘lik manbaigacha bo‘lgan SO masofani u, linzadan nurlar to‘planadigan nuqtagacha bo‘lgan OD masofani v, OF fokus masofasini f bilan belgilaymiz. Ushbu kattaliklarni bog‘lovchi formulani keltirib chiqaramiz.

O‘xshash uchburchaklarning ikkita juftini ko‘rib chiqamiz: △SOA va △OFB, △DOA hamda △DFB. Proporsiyalarni yozamiz.

OAu=BFf;OAv=BFv−f.

Birinchi proporsiyani ikkinchisiga bo‘lsak, quyidagini olamiz.

vu=v−ff;vu=vf−1.

Ifodaning ikkala tomonini v ga bo‘lib, hadlarni qayta guruhlasak, yakuniy formulaga kelamiz.

1u+1v=1f

bu yerda f — yupqa linzaning fokus masofasi.

Linzalar tizimida nurlarning yo‘li

Linzalar tizimidagi nurlar yo‘li alohida linzadagi kabi usullar bilan quriladi.

Ikki linzadan iborat tizimni ko‘rib chiqamiz: birinchisining fokus masofasi OF, ikkinchisiniki esa O2F2 bo‘lsin. Birinchi linza uchun SAB yo‘lni qurib, AB kesmani ikkinchi linzaga C.

nuqtada kirguncha davom ettiramiz. O2 nuqtadan O2E nurga parallel AB nurni o‘tkazamiz. Bu nur ikkinchi linzaning fokal tekisligi bilan kesishganda E nuqta hosil bo‘ladi. Yupqa linzaning ikkinchi xossasiga ko‘ra, AB nur ikkinchi linzadan o‘tgach, CE yo‘l bo‘ylab harakat qiladi. Ushbu chiziqning ikkinchi linza optik o‘qi bilan kesishishi D nuqtani beradi. S manbadan chiqib, ikkala linzadan o‘tgan barcha nurlar shu nuqtada yig‘iladi.

Yupqa yig‘uvchi linza yordamida tasvir hosil qilish

Linzalarning xususiyatlari bayon etilganda yorug‘lik chiqaruvchi nuqtaning tasvirini linza fokusida hosil qilish prinsipi ko‘rib chiqildi. Linzaga chapdan tushuvchi nurlar uning keyingi fokusidan, o‘ngdan tushuvchi nurlar esa oldingi fokusidan o‘tadi. Sochuvchi linzalarda buning aksi: keyingi fokus linzaning old tomonida, oldingi fokus esa orqa tomonida joylashadi.

Muayyan shakl va o‘lchamga ega buyumning tasviri linza yordamida quyidagicha hosil qilinadi. Faraz qilaylik, AB chizig‘i linzadan uning fokus masofasiga nisbatan ancha uzoqda joylashgan buyumni bildiradi. Buyumning har bir nuqtasidan linza orqali behisob nur o‘tadi. Aniqlik uchun rasmda ulardan atigi uchtasining yo‘li sxematik tasvirlangan.

Buyumning A nuqtasidan chiqqan uch nur linzadan o‘tib, A1B1dagi tegishli yig‘ilish nuqtalarida kesishadi va tasvir hosil qiladi. Hosil bo‘lgan tasvir haqiqiy va teskari bo‘ladi.

Bu holatda tasvir bosh fokal tekislikka FF nisbatan biroz uzoqroqda joylashgan va u orqali bosh fokusdan o‘tuvchi tekislikka F′F′ parallel bo‘lgan boshqa fokal tekislikdagi qo‘shma fokusda hosil bo‘lgan.

Quyida buyum linzadan turli masofalarda joylashganida tasvir qanday hosil bo‘lishi ko‘rsatiladi.

Agar buyum linzadan cheksiz uzoqda joylashgan bo‘lsa, uning tasviri linzaning keyingi F’ fokusida hosil bo‘ladi; tasvir haqiqiy, teskari va nuqtaga yaqin darajada kichraygan bo‘ladi.
Agar buyum linzaga yaqinlashtirilib, undan ikki fokus masofasidan ortiq uzoqlikda joylashtirilsa, tasvir haqiqiy, teskari va kichraygan bo‘ladi hamda bosh fokus ortida, shu fokus bilan ikki fokus masofasi oralig‘ida joylashadi.
Agar buyum linzadan ikki fokus masofasida tursa, uning tasviri linzaning boshqa tomonida ham ikki fokus masofasida hosil bo‘ladi. Tasvir haqiqiy, teskari va buyum bilan bir xil kattalikda bo‘ladi.
Agar buyum oldingi fokus bilan ikki fokus masofasi oralig‘ida bo‘lsa, tasvir ikki fokus masofasidan narida hosil bo‘lib, haqiqiy, teskari va kattalashgan bo‘ladi.
Agar buyum linzaning oldingi bosh fokus tekisligida joylashsa, linzadan o‘tgan nurlar parallel tarqaladi va tasvir faqat cheksizlikda hosil bo‘lishi mumkin.
Agar buyum bosh fokus masofasidan yaqinroq joylashtirilsa, linzadan chiqqan nurlar tarqaluvchi dasta hosil qilib, hech qayerda kesishmaydi. Bu holda tasvir mavhum, to‘g‘ri va kattalashgan bo‘ladi, ya’ni linza lupa vazifasini bajaradi.

Buyum cheksizlikdan linzaning oldingi fokusiga yaqinlashgani sari tasvir keyingi fokusdan uzoqlashishini, buyum oldingi fokus tekisligiga yetganda esa tasvir cheksizlikka ketishini ko‘rish qiyin emas.

Bu qonuniyat turli fotografik ishlarda katta ahamiyatga ega. Shu sababli buyumdan linzagacha va linzadan tasvir tekisligigacha bo‘lgan masofalar o‘rtasidagi bog‘lanishni aniqlash uchun linzaning asosiy formulasini bilish kerak.

Yupqa linza formulasi

Buyum nuqtasidan linza markazigacha hamda tasvir nuqtasidan linza markazigacha bo‘lgan masofalar qo‘shma fokus masofalari deb ataladi.

Bu kattaliklar bir-biriga bog‘liq va yupqa linza formulasi deb ataladigan tenglama bilan aniqlanadi (birinchi bo‘lib Isaak Barrou tomonidan keltirib chiqarilgan):

1u+1v=1f

bu yerda u — linzadan buyumgacha bo‘lgan masofa; v — linzadan tasvirgacha bo‘lgan masofa; f — linzaning bosh fokus masofasi. Qalin linzada ham formula o‘zgarmaydi, faqat masofalar linza markazidan emas, balki asosiy tekisliklardan hisoblanadi.

Ikkita kattalik ma’lum bo‘lganda uchinchi noma’lum kattalikni topish uchun quyidagi tenglamalar qo‘llanadi:

f=v⋅uv+u
u=f⋅vv−f
v=f⋅uu−f

Shuni qayd etish kerakki, u, v, f kattaliklarning ishoralari quyidagi qoidalar asosida tanlanadi: yig‘uvchi linzada haqiqiy buyumning haqiqiy tasviri uchun ularning barchasi musbat bo‘ladi. Tasvir mavhum bo‘lsa, ungacha bo‘lgan masofa manfiy; buyum mavhum bo‘lsa, unga bo‘lgan masofa manfiy; linza sochuvchi bo‘lsa, fokus masofasi manfiy olinadi.

Fokus masofasi f (qizil rangda) bo‘lgan yupqa qavariq linza orqali qora harflarning tasvirlari. E, I va K harflariga tegishli nurlar mos ravishda ko‘k, yashil va to‘q sariq ranglarda ko‘rsatilgan. 2f masofada turgan E harfining tasviri haqiqiy, teskari va o‘sha kattalikda. f masofadagi I harfining tasviri cheksizlikda. f/2 masofadagi K harfining tasviri mavhum, to‘g‘ri va 2 marta kattalashgan

Chiziqli kattalashtirish

Chiziqli kattalashtirish m=a2b2ab (oldingi bo‘limdagi rasm uchun) tasvir o‘lchamlarining buyumning tegishli o‘lchamlariga nisbatidir. Bu nisbatni m=a2b2ab=vu kasr ko‘rinishida ham ifodalash mumkin. Bu yerda v — linzadan tasvirgacha bo‘lgan masofa; u — linzadan buyumgacha bo‘lgan masofa.

Bu yerda m — chiziqli kattalashtirish koeffitsiyenti, ya’ni tasvirning chiziqli o‘lchamlari buyumning haqiqiy chiziqli o‘lchamlaridan necha marta kichik (yoki katta) ekanini ko‘rsatuvchi son.

Hisoblash amaliyotida bu nisbatni u yoki f orqali ifodalash ancha qulay. Bu yerda f — linzaning fokus masofasi.

m=fu−f; m=v−ff.

Linzaning fokus masofasi va optik kuchini hisoblash

Linzaning fokus masofasi qiymatini quyidagi formula bilan hisoblash mumkin:

n0f=(n−n0){1R1−1R2+(n−n0)dnR1R2}, bu yerda

n — sindirish ko‘rsatkichi — linza materialining sindirish ko‘rsatkichi, n0 — linzani o‘rab turgan muhitning sindirish ko‘rsatkichi,

d — linzaning sferik sirtlari orasidagi optik o‘q bo‘ylab masofa, ya’ni linza qalinligi,

R1 — yorug‘lik manbaiga yaqinroq (fokal tekislikdan uzoqroq) sirtning egrilik radiusi,

R2 — yorug‘lik manbaidan uzoqroq (fokal tekislikka yaqinroq) sirtning egrilik radiusi.

Ushbu formulada R1 uchun sirt qavariq bo‘lsa radiusning ishorasi musbat, botiq bo‘lsa manfiy olinadi. R2 uchun esa aksincha: linza botiq bo‘lsa musbat, qavariq bo‘lsa manfiy. Agar d fokus masofasiga nisbatan juda kichik bo‘lsa, bunday linza yupqa deb ataladi va uning fokus masofasi quyidagicha topiladi:

n0f=(n−n0){1R1−1R2}.

Bu formula linza yasovchi formulasi deb ham ataladi. Fokus masofasi yig‘uvchi linzalarda musbat, sochuvchi linzalarda manfiy bo‘ladi. n0f kattalik linzaning optik kuchi deb ataladi. Linzaning optik kuchi dioptriyalarda o‘lchanadi; bu birlik m−1 ga teng. Optik kuch atrof-muhitning n0.

sindirish ko‘rsatkichiga ham bog‘liq. Yuqoridagi formulalar linzada tasvir hosil bo‘lishini Snell qonuni asosida batafsil ko‘rib chiqish va umumiy trigonometrik formulalardan paraksial yaqinlashuvga o‘tish orqali chiqarilishi mumkin. Bundan tashqari, yupqa linza formulasini keltirib chiqarish uchun linzani uchburchak prizma

bilan almashtirib, so‘ng prizmaning og‘ish burchagi formulasidan foydalanish qulay. Linzalar simmetrik, ya’ni yorug‘lik chapdan yoki o‘ngdan kelishidan qat’i nazar, ularning fokus masofasi bir xil. Ammo bu boshqa xususiyatlarga, masalan, aberratsiyalarga taalluqli emas: ularning kattaligi linzaning qaysi tomoni yorug‘likka qaratilganiga bog‘liq.

Bir nechta linzaning birikmasi (markazlashtirilgan tizim)

Murakkab optik tizimlar yaratish uchun linzalarni bir-biri bilan birlashtirish mumkin. Ikkita linzadan tuzilgan tizimning optik kuchi har bir linzaning optik kuchlari yig‘indisiga teng bo‘ladi (bunda ikkala linza ham yupqa deb olinishi hamda bir o‘qda bir-biriga juda yaqin joylashishi kerak):

1F=1f1+1f2.

Agar linzalar bir-biridan ma’lum masofada joylashib, ularning o‘qlari mos kelsa (shu xususiyatga ega istalgan miqdordagi linzalar tizimi markazlashtirilgan tizim deb ataladi), ularning umumiy optik kuchini yetarlicha aniqlikda quyidagi ifoda bilan topish mumkin:

1F=1f1+1f2−Lf1f2,

bu yerda L — linzalarning asosiy tekisliklari orasidagi masofa.

Oddiy linzaning kamchiliklari

Zamonaviy optik asboblarga tasvir sifati bo‘yicha yuqori talablar qo‘yiladi.

Oddiy linza bir qancha kamchiliklari tufayli bu talablarga javob bera olmaydi. Aksariyat kamchiliklar linzalarni tegishlicha tanlab, markazlashtirilgan optik tizim — obyektiv hosil qilish orqali bartaraf etiladi. Optik tizimlarning nuqsonlari aberratsiyalar deb ataladi. Ular quyidagi turlarga bo‘linadi:

Maxsus xususiyatlarga ega linzalar

Organik polimerlardan tayyorlangan linzalar

Polimerlar arzon asferik linzalarni quyish usuli bilan tayyorlash imkonini beradi.

Kontakt linzalar

Tibbiyotning oftalmologiya sohasida yumshoq kontakt linzalar yaratilgan. Bunday linzalarning dastlabki ishlab chiqaruvchilaridan biri Bausch+Lomb kompaniyasi bo‘lgan. Yumshoq linzalar ishlab chiqarish kremniy-organik yoki kremniy-ftororganik polimer silikon va suvni o‘ziga tortuvchi polimer gidrogel bo‘laklarini birlashtirgan, ikki fazali tabiatga ega materiallardan foydalanishga asoslanadi. 20 yildan ortiq izlanishlar natijasida 1990-yillarning oxirida silikon-gidrogel linzalar yaratildi. Ular gidrofil xususiyatlar va kislorodni yuqori darajada o‘tkazish qobiliyatini birlashtirgani tufayli 30 kun davomida kecha-yu kunduz uzluksiz taqilishi mumkin.

Kvars shishadan tayyorlangan linzalar

Kvars shisha — bir komponentli shisha bo‘lib, kremniy dioksididan tashkil topgan, tarkibida atigi taxminan 0,01 % yoki undan kam miqdorda Al2O3, CaO va MgO aralashmalari mavjud. U yuqori issiqlikka chidamli va ko‘plab kimyoviy reaktivlarga nisbatan inert, bundan mustasno: ftorid kislota.

Shaffof kvars shisha ultrabinafsha hamda ko‘rinadigan yorug‘lik nurlarini yaxshi o‘tkazadi.

Kremniydan tayyorlangan linzalar

Kremniy 1 dan 9 mkm gacha to‘lqin uzunligidagi infraqizil nurlanishni yaxshi o‘tkazadi, sindirish ko‘rsatkichi katta (n = 3,42, agar λ = 6 mkm bo‘lsa). Shu bilan birga u ko‘rinadigan diapazonda mutlaqo shaffof emas. Shuning uchun kremniydan infraqizil diapazon uchun linzalar tayyorlanadi.

Bundan tashqari, kremniyning xususiyatlari va uni qayta ishlashning zamonaviy texnologiyalari elektromagnit to‘lqinlarning rentgen diapazoni uchun ham linzalar yaratishga imkon beradi.

Yorug‘lik qaytishi kamaytirilgan linzalar

Linza sirtiga ko‘p qatlamli dielektrik qoplamalar surtish orqali yorug‘lik qaytishini sezilarli kamaytirish va natijada o‘tkazish koeffitsiyentini oshirish mumkin. Bunday linzalarni binafsha tovlanishidan osongina tanib olish mumkin: ular yashil rangni qaytarmaydi, qizil va ko‘k ranglarni qaytaradi, bu ranglar birgalikda binafsha tus hosil qiladi. SSSRda ishlab chiqarilgan fototexnika linzalarining katta qismi, jumladan maishiy obyektivlar, yorug‘lik qaytishi kamaytirilgan holda tayyorlangan.


Biologik namunalarni kattalashtirish uchun yakka linza

Linzalarning qo‘llanilishi

Linzalar aksariyat optik tizimlarning muhim va keng tarqalgan elementidir.

Linzalar an’anaviy ravishda binokllar, teleskoplar, optik mo‘ljallagichlar, teodolitlar, mikroskoplar, foto va videotexnikada ishlatiladi. Yakka yig‘uvchi linzalardan kattalashtiruvchi shishalar sifatida foydalaniladi.

Linzalarning yana bir muhim qo‘llanilish sohasi — oftalmologiya bo‘lib, ularsiz ko‘rish nuqsonlari — yaqindan ko‘rish, uzoqdan ko‘rish, noto‘g‘ri akkomodatsiya, astigmatizm va boshqa kasalliklarni tuzatish mumkin emas. Linzalar ko‘zoynaklar va kontakt linzalarda ishlatiladi. Shuningdek, linzalarning tungi linzalar deb ataladigan turi ham bor. Ularning asosi qattiqroq bo‘lib, kunduzgi ko‘rishni vaqtincha tuzatish maqsadida faqat uyqu vaqtida taqiladi.

Ayniqsa radioastronomiyada va radarlarda radioto‘lqinlar oqimini qabul qiluvchi antennaga jamlaydigan yoki uni nishonga fokuslaydigan dielektrik linzalardan ko‘p foydalaniladi.

Masalan, plutoniyli yadro bombalari konstruksiyasida nuqtaviy manba (detonator)dan tarqaladigan sferik zarba to‘lqinini markazga yig‘iladigan sferik to‘lqinga aylantirish uchun detonatsiya tezligi turlicha (ya’ni sindirish ko‘rsatkichi har xil) bo‘lgan portlovchi moddalardan tayyorlangan linzali tizimlar qo‘llanilgan.

Adabiyotlar

  • Fotosuratga oid qisqacha ma’lumotnoma / Texnika fanlari doktori V. V. Puskov umumiy tahriri ostida. — 2-nashr. — M.: San’at, 1953.
  • Landsberg G. S. Optika. — 5-nashr. — M.: Fan, 1976.
  • Politexnika lug‘ati / bosh muharrir A. Yu. Ishlinskiy. — 3-nashr. — M.: Sovet ensiklopediyasi, 1989.
  • Linza // Fotokino texnikasi: Ensiklopediya / Bosh  muharrir E. A. Iofis. — M.: Sovet ensiklopediyasi, 1981. — 447 b. — 100 000 nusxa
  • Lobanov V. N., Lobanov M. V., Lobanov N. V. Fizika o‘qitishda eng muhim fizik va matematik tushunchalarning interaktiv dinamik illyustratsiyalaridan foydalanish // Maktabda fizika. — 2025. — № 5. — B. 14–24. doi: 10.47639/0130-5522_2025_5_14

Havolalar