Rodzaje soczewek:

• Skupiające - powierzchnie graniczne są wypukłe. Promienie równoległe do osi optycznej po przejściu przez taki układ powierzchni granicznych przecinają się w jednym punkcie na osi optycznej, który podobnie jak w zwierciadłach, nazywamy ogniskiem.

• Rozpraszające - promienie równoległe do osi optycznej ulegają rozproszeniu, nie przecinają się w żadnym punkcie, przedłużenia promieni załamanych przecinają się w jednym punkcie nazywamy ogniskiem pozornym soczewki.

Rodzaje soczewek

Soczewka wklęsła Soczewka wypukła

Konstrukcja obrazu w soczewkach skupiających

1. promień równoległy do głównej osi optycznej - po przejściu przez soczewkę promień ten przechodzi przez jej ognisko,

2. promień przechodzący przez ognisko - po przejściu przez soczewkę promień ten biegnie równolegle do głównej osi optycznej,

3. promień przechodzący przez środek cienkiej soczewki - po przejściu przez soczewkę nie ulega on załamaniu.

Konstrukcja obrazu w soczewkach rozpraszających
W przypadku soczewki rozpraszającej cechy obrazu zawsze są identyczne bez względu na odległość przedmiotu od soczewki (naturalnie wartość np. pomniejszenia ulega zmianie wraz ze zmianą odległości, jednak cechą obrazu zawsze będzie to, że jest pomniejszony; p<1)


Cechy obrazu:
- zawsze pozorny; utworzony przez przecięcie promienia świetlnego i przedłużenia promienia świetlnego
- zawsze prosty, czyli nieodwrócony
- zawsze pomniejszony; p<1
Odległość obrazu:
- obraz powstaje zawsze w odległości -f<y<0

Ogniskowa (odległość ogniskowa) -Odległość ogniska od środka optycznego soczewki.

Ogniskowa f zależy od promieni krzywizny obu powierzchni roboczych R₁ i R₂ oraz współczynników załamania: materiału, z którego zrobiona jest soczewka n i otoczenia n_m (dla powietrza
i wzór upraszcza się).

Dla nieskończenie cienkiej soczewki (tzn. soczewki o pomijalnej grubości) wzór przyjmuje postać

Wzór stosuje się zarówno do wklęsłych, jak i wypukłych soczewek. Przyjęto w nim następującą konwencję: dla powierzchni wypukłej promień krzywizny jest dodatni, a dla wklęsłej ujemny. Jeżeli któraś z powierzchni jest płaska, to jej promień krzywizny jest nieskończony, a jego odwrotność wynosi zero. Czasem używa się też innych konwencji i wtedy powyższy wzór ma nieco inną postać.

Rozważmy dwa proste przykłady: po pierwsze, soczewkę wypukło-wypukłą o takich samych promieniach krzywizny R > 0. Zgodnie z konwencją w powyższym wzorze wstawiamy R₁ = R₂ = R i przyjmując n_m = 1 otrzymujemy

.

Dla większości materiałów n > 1, więc taka soczewka będzie miała dodatnią ogniskową i będzie soczewką skupiającą. Im większy współczynnik załamania i mniejszy promień krzywizny, tym krótsza będzie ogniskowa soczewki. Analogicznie, soczewka wklęsło-wklęsła będzie soczewką rozpraszającą.

Wielkości charakteryzujące soczewki

Z - zdolność skupiająca soczewki, równa odwrotności ogniskowej,

f - ogniskowa soczewki, odległość każdego ogniska od środka soczewki,

RÓWNANIE SOCZEWKI

x - odległość przedmiotu od soczewki

y - odległość obrazu od soczewki

Zdolność skupiającą równą 1 dioptrii ma soczewka o ogniskowej 1 m.

Zdolność skupiająca jest odwrotnością ogniskowej:


Jednostką ogniskowej jest dioptria ( [1D]=[1/m] ).
Jeżeli zdolność skupiająca soczewki jest większa od zera to soczewka jest soczewką skupiającą, a w przypadku gdy Z<0 jest to soczewka rozpraszająca. Należy jednak pamiętać, że zdolność skupiająca soczewki zmienia się w zależności od wsp. załamania ośrodka, w którym znajduje się soczewka. Tak więc soczewka, która jest skupiająca w powietrzu może okazać się rozpraszającą w wodzie.

---