5. Soczewki

Dla soczewek skupiających promienie wychodzące od obiektu równolegle do osi optycznej załamują się na soczewce i trafiają do ogniska. Przechodzące przez środek soczewki nie zmieniają swego kierunku.Świtało dochodzące do soczewki po przejściu przez ognisko wychodzi równolegle do osi optycznej. Promienie idące równolegle do osi optycznej załamują się w ten sposób by przejść przez ognisko po drugiej stronie soczewki. Światło przechodzące przez ognisko po stronie przedmiotu po załamaniu się na soczewce biegnie dalej równolegle do osi optycznej. Promień przechodzący przez środek soczewki nie załamuje się. Tym razem jest to obraz, rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony. Ponownie widzimy, że położenie obrazu zależy od tego jak daleko umieściliśmy przedmiot.

Powrót do działu optyka

Znajdując obrazy w soczewkach, będziemy prowadzili z punktu przedmiotu dwa promienie, o których wiemy jak pobiegną po przejściu przez soczewkę. Promień równoległy do osi optycznej soczewki przejdzie przez jej ognisko, a promień biegnący przez ognisko poza soczewką będzie równoległy do osi optycznej soczewki. Rodzaj obrazu, tak jak w przypadku zwierciadeł, będzie zależał od tego w jakiej odległości od soczewki umieścimy przedmiot.

Teraz soczewka wklęsła. Światło padające równolegle do osi optycznej rozprasza się w ten sposób, że ich przedłużenia przecinają się w jednym punkcie. Zobaczmy jak powstaje obraz w takich soczewkach. Promień biegnący równolegle do osi optycznej rozprasza się w ten sposób, że porusza się po prostej przechodzącej przez ognisko. Drugi promień przecinający soczewkę w jej środku nie załamuje się. Ostatni przechodzący przez ognisko po stronie przedmiotu z soczewki wychodzi równolegle do osi optycznej. Dla soczewek rozpraszających promienie wychodzące od obiektu równolegle do osi optycznej rozpraszają się w ten sposób, że ich przedłużenia przechodzą przez ognisko.Światło przechodzące przez środek soczewki nie zmienia swego kierunku. Promienie których przedłużenia przechodzą przez ognisko wychodzą równolegle do osi optycznej.

Bardzo ważnym przyrządem wykorzystującym soczewkę jest oko ludzkie. Światło przechodzi przez soczewkę załamuje się nasŧepnie dochodzi do siatkówki na której powstaje obraz pomniejszony i odwrócony.

W siatkówce znajdują się różne narządy fotoczułe: pręciki i czopki. Pierwsze z nich, są bardzo światłoczułe lecz dzięki nim nie jesteśmy w stanie rozróżniać kolorów. Odpowiadają one za widzenie peryferyjne i w nocy. Dzięki czopkom natomiast tworzy się obraz ostry, o sporej rozdzielczości oraz kolorowy. Zdarza się, że soczewka w oku nie działa do końca poprawnie. Gdy promienie soczewki skupiają się zbyt blisko mamy do czynienia z krótkowzrocznością. Natomiast wadę w której ognisko znajduje się po za okiem nazywamy dalekowzrocznością (nadwzrocznością). Aby skorygować bieg promieni należy przed okiem umieścić dodatkowy przyrząd optyczny który by spowodował, że całkowite ognisko znajdzie się we właściwym miejscu. Dlatego też daleko wzrokowcy noszą okulary ze szkłami rozpraszającymi natomiast krótko wzrokowcy z wklęsłymi.

oko dalekowidza ze szkłem korygującym

oko krótkowidza ze szkłem korygującym

Podstawową funkcją soczewek jest symetryczne względem osi skupianie lub rozpraszanie światła. Stąd każda soczewka posiada oś optyczną i punkt, w którym skupia się wiązka równoległa do osi optycznej, zwany ogniskiem soczewki. Odległość ogniska od środka optycznego soczewki nazywa się jej ogniskową.

Zdolność skupiająca soczewki - jest odwrotnością ogniskowej i określa jak silnie soczewka skupia promienie świetlne. Jednostką zdolności skupiającej soczewki jest [D] dioptria.

PRZYKŁAD 1. Oblicz zdolność skupiającą soczewki o promieniu krzywizny 0,1m

Dane : Rozwiązanie:

Korzystamy z wzoru na zdolność skupiającą soczewki i ogniskową:

Odpowiedź: Soczewka ma zdolność skupiającą 20 D