2019-11-13
Перпендикулярно параллельному пучку лучей поставлены собирающая линза и экран. Передвигая линзу, можно получить на экране круглое пятно различного диаметра. Естественно, что с изменением площади пятна освещенность в его пределах меняется.
Обозначив освещенность, создаваемую пучком на поверхности линзы через $E_{л}$, а диаметр линзы - через АВ (рис.), получим для прокодящего через линзу светового потока значение
$\Phi = E_{л} \frac{ \pi \cdot AB^{2} }{4}$.
Поскольку на экране этот поток распределяется по площади круга диаметром СМ, то освещенность внутри пятна составит
$E_{п} = \Phi : \frac{ \pi \cdot CM^{2} }{4} =E_{л} \frac{AB^{2} }{CM^{2} }$.
Из этого выражения видно, что при диаметре пятна, меньшем диаметра линзы, освещенность на экране будет больше освещенности, создаваемой пучком лучей непосредственно.
А можно ли получить увеличение освещенности с помощью рассеивающей Динзы?
Решение:
Удалим собирающую линзу и поместим на ее место рассеивающую. Тогда ход лучей можно изобразить так, как это сделано на рисунке. Из этого рисунка видно, что в кольцевой зоне, ограниченной окружностями с диаметрами $A^{ \prime}B^{ \prime}$ и $CM$, освещенность на экране создается не только лучами, рассеянными линзой, но и прошедшими мимо нее, а поэтому превышает освещенность, которая создавалась бы на экране без линзы.
Описанное явление легко наблюдать на опыте, вооружившись очками, предназначенными для близоруких,-- На листке бумаги, поставленном на пути солнечных лучей после очков, будут ясно видны светлый круг, опоя-санйый еще более светлой каймой, а затем экран, освещенный только прямыми солнечными лучами. Освещенность в пределах каймы будет максимальной.