Почему у линзы есть фокусное расстояние?

Question

[Аскер]

Я имею в виду, чем луч света отраженный от объекта на одной дистанции от линзы отличается от луча с другой дистанции.
Я пытаюсь понять, почему, когда камера или глаз фокусируется на каком-то расстоянии, то все объекты в этой плоскости обретают четкие границы, а все вне этой плоскости получают размытые края.
Я читал про сопряженное фокусное расстояние, которое гласит, что расстояние от объекта до линзы всегда пропорционально расстоянию от линзы до изображения.
Из этого получается ответ на мой вопрос. Но вот на чем основан этот закон я не могу понять.
Чем для линзы отличаются лучи исходящие из объектов на разных расстояниях?
Как линза "понимает" куда преломить этот луч?

Comments

[Moskus]

Что-нибудь осталось непонятным?

[Moskus]

Если вы поняли, как это работает, отметьте ответ, как решение.
Если не поняли - давайте разбираться дальше, я вполне готов разъяснить более подробно, если буду знать, что осталось неясным.

[Аскер]

Moskus: postimg.org/image/72gdyhosf/full
Точка "А" проецируется на экране в точку "А'", и мы ее видим хорошо, но почему же, мы видим точку В, которая на экран пришла не на одну точку?

[Moskus]

askerpro: Это довольно плохая иллюстрация.
Точка B не обратится на экране ни в точку, ни в линию (как нарисовано на этой картинке). Она обратится в некое большое округлое размытое пятно.
И мы ее не увидим четко.

Answer 1

[Moskus]

Линза, конечно, ничего не понимает. Все определяется простым преломлением.
Представьте себе маленькую точку на некотором расстоянии от линзы. Лучи света, которые попадают на эту точку, рассеиваются, отражаясь в разных направлениях.
Часть лучей попадает на поверхность линзы. И не один из этих лучей формирует изображение точки с другой стороны линзы (на фокальной плоскости, то есть воображаемом экране), а все эти лучи должны прийти в одну какую-то точку, чтобы сформировать четкое изображение. Придут ли они в одну точку на выбранной плоскости - зависит от того, на каком расстоянии эта плоскость, какова форма линзы и каково расстояние до реальной точки. Если все эти параметры определенным образом соотносятся, то формируется четкое изображение. Если точка слишком далеко от линзы, то лучи сойдутся за выбранной плоскостью. Если слишком близко - то перед. В обоих случаях изображение на воображаемом (или реальном) "экране" или сенсоре камеры будет размытым.
Благодаря этому же эффекту, если вы заклеите небольшой участок линзы непрозрачным материалом, изображение все равно будет формироваться, потому что до фокальной плоскости будут доходить лучи, попадающие на остальную, чистую поверхность линзы.

Answer 2

[oia]

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D4%EE%EA%F3%F1%ED%E...

Answer 3

[Андрей Ермаченок]

Поищи в Инете школьный учебник физики с картинками - нарисовано, в каком месте какие объекты фокусируются. Всё ясно станет.

Comments

[Moskus]

В школьном учебнике есть куча картинок и чуть-чуть текста, которые очень хреново объясняют всю картину целиком: как, что и с чем именно связано. Именно поэтому геометрическую оптику большинство (тех, кто вообще ее понимают) начинают понимать только в институте, когда по ней приходится таки решать нормальные задачи, а не просто повторять бессвязный текст из учебника. Приблизительно на том же уровне формальности находится объяснение в Википедии, потому что оно дает пару определений и формул, но не дает почувствовать связь между этими вещами и остальными принципами оптики. А среднестатистический школьник (и не только) без дополнительного объяснения связей сам сделать заключение о них не может.