Формула за оптична мощност на събирателна леща. Разстояние до обект R

Какво означава понятието оптична сила на леща? Как се изчислява този параметър? Има определени принципи и изчисления, по които се определя този показател. Формулата за изчисление използва определен набор от параметри и аргументи. Но първо трябва да определите какво означава това понятие и след това да преминете към изчисленията. След това можете да се запознаете с практическо приложение тази концепцияв наше време. Необходимо е също така да разберете с какво се измерва оптичната сила на лещата. Така че да започваме!

Запознаването с концепцията за оптичната сила на лещата ще ви позволи да научите най-интересните и подходящи факти и да участвате във вълнуващи изследвания.

Какво е леща и какво означава терминът „оптична сила на леща“?

Първо, нека дефинираме концепцията на думата „леща“. Това е прозрачно тяло, което е ограничено от двете страни със сферични повърхности. Обикновено лещите се разделят на два вида: изпъкнали и вдлъбнати. В първия вариант ръбовете на тази леща са много по-тънки от средата. Но във втория вариант ръбовете на лещата ще бъдат много по-дебели от средата на лещата. Също така си струва да се отбележи, че тези два вида лещи имат специфични имена. Например ще се нарече изпъкнала леща събиране. Защото успоредните лъчи, които се насочват към тези лещи при пречупване, се събират в една точка. Но вдлъбната лещаще се нарича дисперсионно. Това е мястото, където лъчите, които са насочени към лещата, преминавайки през нея, просто се разпръскват. Можете да видите как се различават видовете такива лещи на фигурата по-долу.

Сега, след като разбрахме какво представляват лещите, можем да преминем към ключова концепция– към оптичната сила на лещата. Определяне на оптичната сила на лещае реципрочната стойност на фокусното разстояние на дадена леща. Тази стойност характеризира способността различни лещии специални системипречупват светлината от този вид леща. Струва си да се отбележи, че колкото по-късо е това разстояние на обектива, толкова по-голямо увеличение ще даде. Тоест можете да забележите такъв детайл, че обективът с по-голяма оптична мощност ще има по-късо фокусно разстояние.

Моля, обърнете внимание на тази информация за това как ултравиолетовата светлина служи съвременна наукаи индустрията е на разположение на този адрес: .

Снимка с формула за оптична мощност на обектива

По-долу има снимки по темата на статията „Законите за отражение и пречупване на светлината“. За да отворите фотогалерията, просто щракнете върху миниатюрата на изображението.

Сега ще говорим за геометрична оптика. В този раздел много време е посветено на такъв обект като леща. В крайна сметка може да бъде различно. В същото време формулата за тънки лещи е една за всички случаи. Просто трябва да знаете как да го приложите правилно.

Видове лещи

Винаги е прозрачно тяло, което има специална форма. Външен видобектът се диктува от две сферични повърхности. Една от тях може да бъде заменена с плоска.

Освен това лещата може да има по-дебела среда или ръб. В първия случай той ще се нарече изпъкнал, във втория - вдлъбнат. Освен това, в зависимост от това как се комбинират вдлъбнати, изпъкнали и плоски повърхности, лещите също могат да бъдат различни. А именно: двойно изпъкнали и двойно вдлъбнати, плоско-изпъкнали и плоско-вдлъбнати, изпъкнали-вдлъбнати и вдлъбнато-изпъкнали.

При нормални условия тези обекти се използват във въздуха. Те са направени от вещество, което е по-голямо от въздуха. Следователно изпъкналата леща ще се събира, а вдлъбнатата ще се разсейва.

Обща характеристика

Преди да говорим заформула за тънки лещи, трябва да вземете решение относно основните понятия. Определено трябва да ги познавате. Тъй като те ще бъдат постоянно достъпвани от различни задачи.

Главната оптична ос е права. Тя се прекарва през центровете на двете сферични повърхности и определя мястото, където се намира центърът на лещата. Има и допълнителни оптични оси. Те са начертани през точка, която е центърът на лещата, но не съдържат центрове на сферични повърхности.

Във формулата за тънка леща има величина, която определя нейното фокусно разстояние. Така фокусът е точка на главната оптична ос. В нея се пресичат лъчите, успоредни на посочената ос.

Освен това всяка тънка леща винаги има два фокуса. Те са разположени от двете страни на повърхностите му. И двата фокуса на колектора са валидни. Разпръскващата има въображаеми.

Разстоянието от лещата до фокусната точка е фокусното разстояние (букваЕ) . Освен това стойността му може да бъде положителна (в случай на събиране) или отрицателна (за разсейване).

Друга характеристика, свързана с фокусното разстояние, е оптичната мощност. Прието е да се обозначаваг.Неговата стойност винаги е обратна на фокуса, т.ег= 1/ Е.Оптичната сила се измерва в диоптри (съкратено като диоптри).

Какви други обозначения има във формулата за тънка леща?

В допълнение към вече посоченото фокусно разстояние, ще трябва да знаете няколко разстояния и размери. За всички видове лещи те са еднакви и са представени в таблицата.

Всички посочени разстояния и височини обикновено се измерват в метри.

Във физиката формулата за тънка леща също се свързва с понятието увеличение. Определя се като съотношението на размера на изображението към височината на обекта, тоест H/h. Може да се обозначи с буквата G.

Какво е необходимо за изграждане на изображение в тънка леща

Това е необходимо да се знае, за да се получи формулата за тънка леща, събирателна или разсейваща. Чертежът започва с това, че и двете лещи имат свои собствени схематична илюстрация. И двете изглеждат като отсечка. Само събиращите стрели в краищата му са насочени навън, а разпръскващите стрели са насочени навътре към този сегмент.

Сега трябва да начертаете перпендикуляр на този сегмент до средата му. Това ще покаже главната оптична ос. Фокусните точки трябва да бъдат отбелязани върху него от двете страни на обектива на еднакво разстояние.

Обектът, чието изображение трябва да се изгради, се изчертава под формата на стрелка. Показва къде е горната част на обекта. IN общ случайобектът се поставя успоредно на лещата.

Как да изградим изображение в тънка леща

За да изградите изображение на обект, достатъчно е да намерите точките на краищата на изображението и след това да ги свържете. Всяка от тези две точки може да се получи от пресичането на два лъча. Най-прости за конструиране са два от тях.

Идвайки от определена точка, успоредна на главната оптична ос. След контакт с обектива, той преминава през основния фокус. Ако ние говорим заза събирателна леща, тогава този фокус е зад лещата и лъчът преминава през нея. Когато се разглежда разсейваща леща, лъчът трябва да бъде насочен така, че продължението му да минава през фокуса пред лещата.

Преминава директно през оптичния център на лещата. Той не променя посоката си след нея.

Има ситуации, когато обектът е разположен перпендикулярно на главната оптична ос и завършва на нея. Тогава е достатъчно да се изгради изображение на точка, която съответства на ръба на стрелката, която не лежи на оста. И след това начертайте перпендикуляр от него към оста. Това ще бъде изображението на обекта.

Пресечната точка на построените точки дава изображение. Тънката събирателна леща създава реално изображение. Тоест, получава се директно в пресечната точка на лъчите. Изключение прави ситуацията, когато между лещата и фокуса е поставен обект (като в лупа), тогава изображението се оказва виртуално. За един разпръснат винаги се оказва имагинерен. В крайна сметка се получава в пресечната точка не на самите лъчи, а на техните продължения.

Действителното изображение обикновено се рисува с плътна линия. Но имагинерното е на точки. Това се дължи на факта, че първият действително присъства там, а вторият е само видим.

Извеждане на формулата за тънка леща

Удобно е да направите това въз основа на чертеж, илюстриращ конструкцията реален образв събирателна леща. Обозначението на сегментите е посочено на чертежа.

Клонът на оптиката не случайно се нарича геометричен. Ще са необходими познания от този конкретен раздел на математиката. Първо трябва да разгледате триъгълниците AOB и A 1 ОВ 1 . Те са подобни, защото имат два равни ъгъла (прав и вертикален). От тяхното сходство следва, че модулите на сегментите A 1 IN 1 и AB са свързани като модули на сегменти OB 1 и О.В.

Още два триъгълника се оказват подобни (на базата на същия принцип под два ъгъла):COFи А 1 FB 1 . В тях съотношенията на следните модули отсечки са равни: А 1 IN 1 с CO иFB 1 сОТ.Въз основа на конструкцията отсечките AB и CO ще бъдат равни. Следователно левите страни на посочените релационни равенства са еднакви. Следователно тези отдясно са равни. Тоест ОВ 1 / OB е равно наFB 1 / ОТ.

В посоченото равенство отсечките, обозначени с точки, могат да бъдат заменени със съответните физически понятия. Така че OV 1 е разстоянието от лещата до изображението. OB е разстоянието от обекта до лещата.ОТ-фокусно разстояние. И сегментътFB 1 е равна на разликата между разстоянието до изображението и фокуса. Следователно може да се пренапише по различен начин:

f/d=( е - е) /ФилиFf = df - dF.

За да се изведе формулата за тънка леща, последното равенство трябва да се раздели наdfF.Тогава се оказва:

1/ d + 1/f = 1/F.

Това е формулата за тънка събирателна леща. Разсейвателят е с отрицателно фокусно разстояние. Това води до промяна на равенството. Вярно е, че е незначително. Просто във формулата за тънка разсейваща леща има минус пред отношението 1/Е.това е:

1/ d + 1/f = - 1/F.

Проблемът за намиране на увеличението на леща

Състояние.Фокусното разстояние на събирателната леща е 0,26 m. Необходимо е да се изчисли нейното увеличение, ако обектът е на разстояние 30 cm.

Решение. Започва с въвеждане на нотация и преобразуване на единици в C. Да, известни саd= 30 cm = 0,3 m иЕ= 0,26 m. Сега трябва да изберете формули, основната е тази, посочена за увеличение, втората е за тънка събирателна леща.

Те трябва да се комбинират по някакъв начин. За да направите това, ще трябва да разгледате чертеж на конструкцията на изображение в събирателна леща. От подобни триъгълници се вижда, че Г = H/h= f/d. Тоест, за да намерите увеличението, ще трябва да изчислите съотношението на разстоянието до изображението към разстоянието до обекта.

Второто е известно. Но разстоянието до изображението трябва да се изведе от формулата, посочена по-рано. Оказва се, че

f= dF/ ( d- Е).

Сега тези две формули трябва да се комбинират.

G =dF/ ( d( d- Е)) = Е/ ( d- Е).

В този момент решаването на проблема с формулата на тънката леща се свежда до елементарни изчисления. Остава да заменим известните количества:

G = 0,26 / (0,3 - 0,26) = 0,26 / 0,04 = 6,5.

Отговор: лещата дава увеличение 6,5 пъти.

Задача, в която трябва да намерите фокус

Състояние.Лампата се намира на метър от събирателната леща. Изображението на неговата спирала се получава на екран на разстояние 25 cm от лещата. Изчислете фокусното разстояние на посочената леща.

Решение.Следните стойности трябва да бъдат записани в данните:d=1 m иf= 25 cm = 0,25 m Тази информация е достатъчна за изчисляване на фокусното разстояние от формулата за тънка леща.

Така че 1/Е= 1/1 + 1/0,25 = 1 + 4 = 5. Но проблемът изисква намиране на фокуса, а не на оптичната сила. Следователно всичко, което остава, е да разделите 1 на 5 и получавате фокусното разстояние:

F=1/5 = 0, 2 м.

Отговор: фокусното разстояние на събирателна леща е 0,2 m.

Проблемът за намиране на разстоянието до изображение

Състояние. Свещта беше поставена на разстояние 15 cm от събирателната леща. Оптичната му сила е 10 диоптъра. Екранът зад обектива е разположен така, че да създава ясен образ на свещта. Какво е това разстояние?

Решение.Следните данни трябва да бъдат записани в кратък запис:d= 15 см = 0,15 м,г= 10 диоптъра Формулата, получена по-горе, трябва да бъде написана с лека промяна. А именно, от дясната страна на равенството, което поставямегвместо 1/Е.

След няколко трансформации получаваме следната формула за разстоянието от лещата до изображението:

f= d/ ( dD- 1).

Сега трябва да включите всички числа и да преброите. Това води до стойност зае:0,3 м.

Отговор: разстоянието от лещата до екрана е 0,3 m.

Проблем за разстоянието между обект и неговото изображение

Състояние.Предметът и изображението му са на разстояние 11 см едно от друго. Събирателна леща дава увеличение 3 пъти. Намерете фокусното му разстояние.

Решение.Удобно е да обозначите разстоянието между обекта и неговото изображение с букватаЛ= 72 см = 0,72 м. Увеличение G = 3.

Тук има две възможни ситуации. Първото е, че обектът е зад фокуса, тоест изображението е реално. Във втория има обект между фокуса и лещата. Тогава изображението е от същата страна като обекта и е въображаемо.

Нека разгледаме първата ситуация. Обектът и изображението са от противоположните страни на събирателната леща. Тук можете да напишете следната формула:Л= d+ f.Второто уравнение трябва да бъде написано: Г =f/ d.Необходимо е да се реши системата от тези уравнения с две неизвестни. За да направите това, сменетеЛс 0,72 м, а G с 3.

От второто уравнение се оказва, чеf= 3 d.Тогава първото се преобразува по следния начин: 0,72 = 4d.Лесно е да се брои от негоd = 0,18 (m). Сега е лесно да се определиf= 0,54 (m).

Остава само да използваме формулата за тънка леща, за да изчислим фокусното разстояние.Е= (0,18 * 0,54) / (0,18 + 0,54) = 0,135 (m). Това е отговорът за първия случай.

Във втората ситуация изображението е въображаемо, а формулата заЛще има още един:Л= f- d.Второто уравнение за системата ще бъде същото. Като спорим по подобен начин, получаваме товаd = 0,36 (m), af= 1,08 (m). Подобно изчисление на фокусното разстояние ще даде следния резултат: 0,54 (m).

Отговор: Фокусното разстояние на лещата е 0,135 m или 0,54 m.

Вместо заключение

Пътят на лъчите в тънка леща е важно практическо приложение на геометричната оптика. В края на краищата те се използват в много устройства, от обикновени лупи до прецизни микроскопи и телескопи. Ето защо е необходимо да се знае за тях.

Получената формула за тънка леща позволява решаването на много проблеми. Освен това ви позволява да направите изводи за това какъв образ дават различни видовелещи В този случай е достатъчно да знаете неговото фокусно разстояние и разстоянието до обекта.

Обектив е прозрачно тяло, ограничено от две сферични повърхности. Ако дебелината на самата леща е малка в сравнение с радиусите на кривината на сферичните повърхности, тогава лещата се нарича тънък .

Лещите са част от почти всички оптични инструменти. Има лещи събиране и разсейване . Събиращата леща в средата е по-дебела, отколкото по краищата, разсейващата леща, напротив, е по-тънка в средата (фиг. 3.3.1).

Права линия, минаваща през центровете на кривината О 1 и О 2 сферични повърхнини, нар главна оптична ос лещи. При тънките лещи можем приблизително да приемем, че главната оптична ос се пресича с лещата в една точка, която обикновено се нарича оптичен център лещи О. Светлинният лъч преминава през оптичния център на лещата, без да се отклонява от първоначалната си посока. Всички прави, минаващи през оптичния център, се наричат вторични оптични оси .

Ако лъч от лъчи, успореден на главната оптична ос, е насочен към леща, тогава след преминаване през лещата лъчите (или тяхното продължение) ще се съберат в една точка Е, което се нарича основен фокус лещи. Тънката леща има два основни фокуса, разположени симетрично на главната оптична ос спрямо лещата. Събиращите лещи имат реални фокуси, докато разсейващите лещи имат въображаеми фокуси. Снопове от лъчи, успоредни на една от страните оптични оси, след преминаване през обектива също се фокусират в точка F", която се намира на пресечната точка на второстепенната ос с фокална равнина Е, тоест равнина, перпендикулярна на главната оптична ос и минаваща през главния фокус (фиг. 3.3.2). Разстояние между оптичния център на лещата Ои основен фокус Енаречено фокусно разстояние. Означава се със същата буква Е.

Основното свойство на лещите е способността да осигуряват изображения на предмети . Изображенията идват прав и с главата надолу , валиден и въображаем , при преувеличено и намалена .

Позицията на изображението и неговия характер могат да бъдат определени с помощта на геометрични конструкции. За да направите това, използвайте свойствата на някои стандартни лъчи, чийто ход е известен. Това са лъчи, преминаващи през оптичния център или една от фокусните точки на лещата, както и лъчи, успоредни на главната или една от второстепенните оптични оси. Примери за такива конструкции са представени на фиг. 3.3.3 и 3.3.4.

Трябва да се отбележи, че някои от стандартните лъчи, използвани на фиг. 3.3.3 и 3.3.4 за изображения не преминават през обектива. Тези лъчи всъщност не участват във формирането на изображението, но могат да се използват за конструкции.

Позицията на изображението и неговия характер (реален или въображаем) също могат да бъдат изчислени с помощта на формули за тънки лещи . Ако разстоянието от предмета до лещата се означи с d, и разстоянието от лещата до изображението през f, тогава формулата за тънка леща може да се запише като:

Размер г, обратното на фокусното разстояние. наречен оптична мощност лещи. Мерната единица за оптична мощност е диоптър (доптер). Диоптър - оптична сила на леща с фокусно разстояние 1 m:

1 диоптър = m -1.

Формулата за тънка леща е подобна на формулата за сферично огледало. Може да се получи за параксиални лъчи от подобието на триъгълници на фиг. 3.3.3 или 3.3.4.

Обикновено се приписват фокусните разстояния на лещите определени знаци: за събирателна леща Е> 0, за разсейване Е < 0.

Количества dи fсъщо се подчиняват определено правилознаци:

d> 0 и f> 0 - за реални обекти (т.е. реални източници на светлина, а не разширения на лъчи, събиращи се зад лещата) и изображения;

d < 0 и f < 0 - для мнимых источников и изображений.

За случая, показан на фиг. 3.3.3, имаме: Е> 0 (сбираща леща), d = 3Е> 0 (реален субект).

Използвайки формулата за тънка леща, получаваме: , следователно изображението е реално.

В случая, показан на фиг. 3.3.4, Е < 0 (линза рассеивающая), d = 2|Е| > 0 (реален субект), , тоест образът е въображаем.

В зависимост от позицията на обекта спрямо лещата, линейните размери на изображението се променят. Линейно увеличение лещи Γ е отношението на линейните размери на изображението ч"и предмет ч. Размер ч", както в случая на сферично огледало, е удобно да се присвоят знаци плюс или минус в зависимост от това дали изображението е изправено или обърнато. величина чвинаги се счита за положителен. Следователно за директни изображения Γ > 0, за обърнати изображения Γ< 0. Из подобия треугольников на рис. 3.3.3 и 3.3.4 легко получить формулу для линейного увеличения тонкой линзы:

В разглеждания пример със събирателна леща (фиг. 3.3.3): d = 3Е > 0, , следователно, - изображението е обърнато и намалено 2 пъти.

В примера с разсейваща леща (фиг. 3.3.4): d = 2|Е| > 0, ; следователно изображението е изправено и намалено 3 пъти.

Оптична мощност глещи зависи както от радиусите на кривината Р 1 и Р 2 на неговите сферични повърхности и върху показателя на пречупване пматериалът, от който е направена лещата. В курсовете по оптика е доказана следната формула:

Радиусът на кривината на изпъкнала повърхност се счита за положителен, докато този на вдлъбната повърхност се счита за отрицателен. Тази формула се използва при производството на лещи с дадена оптична мощност.

В много оптични инструментисветлината преминава през две или повече лещи последователно. Изображението на обекта, дадено от първата леща, служи като обект (реален или въображаем) за втората леща, която изгражда второто изображение на обекта. Това второ изображение също може да бъде реално или въображаемо. Изчисляване оптична системана две тънки лещи се свежда до прилагане на формулата на лещата два пъти, докато разстоянието d 2 от първото изображение до втория обектив трябва да бъде зададено равно на стойността л - f 1 където л- разстояние между лещите. Стойността, изчислена с помощта на формулата на лещата f 2 определя позицията на второто изображение и неговия характер ( f 2 > 0 - реално изображение, f 2 < 0 - мнимое). Общее линейное увеличение Γ системы из двух линз равно произведению линейных увеличений обеих линз: Γ = Γ 1 · Γ 2 . Если предмет или его изображение находятся в бесконечности, то линейное увеличение утрачивает смысл, изменяются только угловые расстояния.

Специален случай е телескопичният път на лъчите в система от две лещи, когато и обектът, и второто изображение са на безкрайно големи разстояния. Телескопичният път на лъчите се реализира в зрителни тръби - Астрономическа тръба на Кеплер и Земната тръба на Галилей .

Тънките лещи имат редица недостатъци, които не позволяват получаването на висококачествени изображения. Изкривяванията, които възникват по време на формирането на изображението, се наричат аберации . Основните са сферична и хроматичен аберации. Сферична аберациясе проявява в това, че при широки светлинни лъчи лъчите, далеч от оптичната ос, я пресичат извън фокус. Формулата за тънка леща е валидна само за лъчи, близки до оптичната ос. Изображението на далечен точков източник, създадено от широк сноп лъчи, пречупен от леща, се оказва размазано.

Хроматичната аберация възниква, защото индексът на пречупване на материала на лещата зависи от дължината на вълната на светлината λ. Този имот прозрачни медиинаречена дисперсия. Фокусното разстояние на обектива се оказва различно за светлина с различни дължинивълни, което води до размазване на изображението при използване на немонохроматична светлина.

Съвременните оптични инструменти не използват тънки лещи, но сложни системи с много лещи, в които е възможно приблизително да се елиминират различни аберации.

Формирането на реално изображение на обект от събирателна леща се използва в много оптични инструменти, като камера, проектор и др.

Камера Това е затворена, светлонепроницаема камера. Изображението на сниманите обекти се създава върху фотолента чрез система от лещи, т.нар обектив . Специален затвор ви позволява да отворите обектива по време на експозицията.

Специална характеристика на камерата е, че плоският филм трябва да създава доста ясни изображения на обекти, разположени на различни разстояния.

В равнината на филма резки са само изображенията на обекти, разположени на определено разстояние. Фокусирането се постига чрез преместване на обектива спрямо филма. Изображенията на точки, които не лежат в острата равнина, изглеждат замъглени под формата на разсейващи се кръгове. Размер dТези кръгове могат да бъдат намалени чрез спиране на обектива, т.е. намаляване относителна дупкаа / Е(фиг. 3.3.5). Това води до увеличаване на дълбочината на полето.

Фигура 3.3.5. Камера

Прожекционен апарат предназначени за получаване на мащабни изображения. Обектив Опроекторът фокусира изображението на плосък обект (слайд г) на отдалечения екран E (фиг. 3.3.6). Система от лещи К, наречена кондензатор , предназначени да концентрират светлината на източника Сна слайда. На екран E се създава истинско увеличено обърнато изображение. Увеличението на прожекционния апарат може да се промени чрез преместване на екрана E по-близо или по-далеч, като едновременно с това се променя разстоянието между диапозитивите ги обектив О.

Пречупването на светлината се използва широко в различни оптични инструменти: фотоапарати, бинокли, телескопи, микроскопи. Незаменимата и най-съществена част от такива устройства е обективът. А оптичната сила на лещата е една от основните величини, характеризиращи всяка

Оптична лещаили оптичното стъкло е стъклено тяло, прозрачно за светлина, което е ограничено от двете страни със сферични или други извити повърхности (една от двете повърхности може да е плоска).

Според формата на граничните повърхнини те биват сферични, цилиндрични и др. Лещите, които имат център, по-дебел от ръбовете, се наричат ​​изпъкнали; с ръбове по-дебели от средата - вдлъбнати.
Ако изпратим паралелен сноп светлинни лъчи върху и поставим екран зад него, тогава като го преместим спрямо лещата, ще получим малко светло петно ​​върху него. Именно тя, пречупвайки падащите върху нея лъчи, ги събира. Затова я наричат ​​събирачка. Вдлъбната леща, която пречупва светлината, я разпръсква настрани. Нарича се разпръскване.

Центърът на лещата се нарича неин оптичен център. Всяка права линия, която минава през нея, се нарича оптична ос. А оста, пресичаща централните точки на сферичните пречупващи повърхности, се нарича главна (главна) оптична ос на лещата, останалите се наричат ​​вторични оси.

Ако е насочен към аксиален лъч, успореден на неговата ос, тогава, след като го премине, той ще пресече оста на определено разстояние от нея. Това разстояние се нарича фокусно разстояние, а самата точка на пресичане е неговият фокус. Всички лещи имат два фокуса, които са разположени от двете страни. Въз основа на това теоретично може да се докаже, че всички аксиални лъчи или лъчи, близки до главната оптична ос, падащи върху тънка събирателна леща, успоредна на нейната ос, се събират във фокуса. Опитът потвърждава това теоретично доказателство.

След като пуснахме лъч от аксиални лъчи, успоредни на главната оптична ос върху тънка двуъглова леща, ще открием, че тези лъчи ще излязат от нея в лъч, който се разминава. Ако такъв разминаващ се лъч попадне в окото ни, ще ни се стори, че лъчите излизат от една точка. Тази точка се нарича въображаем фокус. Равнината, която е начертана перпендикулярно на главната оптична ос през фокуса на лещата, се нарича фокална равнина. Обективът има две фокални равнини и те са разположени от двете му страни. Когато лъч от лъчи, които са успоредни на някоя от вторичните оптични оси, се насочи към лещата, този лъч, след като настъпи неговото пречупване, се събира на съответната ос в точката на пресичане с фокалната равнина.

Оптичната сила на лещата е реципрочната на нейното фокусно разстояние. Определяме го по формулата:
1/F=D.

Мерната единица за тази мощност се нарича диоптър.
1 диоптър е оптичната сила на леща с размери 1 m.
За изпъкналите лещи тази мощност е положителна, докато за вдлъбнатите лещи е отрицателна.
Например: Каква ще бъде оптичната сила на изпъкнала леща за очила, ако F = 50 cm е нейното фокусно разстояние?
D = 1/F; според условието: F = 0,5 m; следователно: D = 1/0,5 = 2 диоптъра.
Фокусното разстояние и следователно оптичната сила на лещата се определят от веществото, от което е съставена лещата, и радиуса на сферичните повърхности, които я ограничават.

Теорията дава формула, по която може да се изчисли:
D = 1/F = (n - 1)(1/R1 + 1/R2).
В тази формула n е пречупването на материала на лещата, R1, 2 са радиусите на кривината на повърхността. Радиусите на изпъкналите повърхности се считат за положителни, а тези на вдлъбнатите - за отрицателни.

Естеството на изображението на обект, получено от лещата, т.е. неговият размер и позиция, зависи от местоположението на обекта спрямо лещата. Местоположението на обект и неговият размер могат да бъдат намерени с помощта на формулата на лещата:
1/F = 1/d + 1/f.
За да определим линейното увеличение на лещата, използваме формулата:
k = f/d.

Оптичната сила на лещата е понятие, което изисква подробно проучване.