Budownictwo rok I	Wyznaczanie ogniskowej soczewek za pomocą ławy optycznej	Data: 30.04.2008
Nr ćw. 10

1. Wprowadzenie:

Soczewką nazywamy ciało przeźroczyste ograniczone dwiema powierzchniami kulistymi lub jedną powierzchnią kulistą, a jedną płaską. Promieniami krzywizn soczewki nazywamy promienie kul, których częściami są powierzchnie ograniczające soczewkę, natomiast środki tych kul nazywamy środkami krzywizn soczewki. Przy opisie soczewek przyjmujemy, że promienie krzywizny wypukłych powierzchni soczewki są wielkościami dodatnimi, a wklęsłych ujemnymi. Powierzchnia płaska posiada nieskończony promień krzywizny. Główną osią optyczną soczewki nazywamy prostą przechodzącą przez środki krzywizny obu powierzchni. Soczewkę nazywamy skupiającą, jeżeli promienie równoległe do głównej osi optycznej po przejściu przez soczewkę odchylają się ku osi, a rozpraszającą - od osi. Promienie przyosiowe, biegnące równolegle do osi, po przejściu przez soczewkę skupiającą zbiegają się w punkcie (F) zwanym ogniskiem soczewki. Każda soczewka ma dwa ogniska położone w równych odległościach po obu stronach soczewki. Wartość ogniskowej (f) określa się wzorem:

gdzie:

r₁ ,r₂ - promienie krzywizn soczewki;

n_S - współczynnik załamania materiału soczewki;

n_O - współczynnik otaczającego środowiska.

Dla soczewek skupiających f>0, dla rozpraszającychf<0.

Do konstrukcji obrazu przedmiotu dawanego przez soczewkę wystarczy narysować dwa z trzech promieni wychodzących z jednego punktu przedmiotu:

1. promień przechodzący przez środek optyczny soczewki, gdyż nie ulega on załamaniu;

2. promień równoległy do głównej osi optycznej, który po załamaniu w soczewce przechodzi przez ognisko F;

3. promień przechodzący przez ognisko F, który po załamaniu w soczewce biegnie równolegle do jej osi optycznej.

Za pomocą soczewek skupiających otrzymujemy obrazy rzeczywiste lub pozorne powstające w wyniku przecięcia przedłużeń promieni. Soczewki rozpraszające pozwalają otrzymać tylko obraz pozorny przedmiotu.

Powiększeniem liniowym (p) obrazu nazywamy stosunek rozmiarów liniowych obrazu do rozmiarów liniowych przedmiotu:

gdzie:

x - odległość przedmiotu od soczewki;

y - odległość obrazu od soczewki.

Pomiędzy odległością (x) przedmiotu od soczewki, odległością (y) obrazu od soczewki istnieje następujący związek zwany równaniem soczewki:

Jeżeli za pomocą soczewki otrzymamy obraz rzeczywisty, to odległość przedmiotu od obrazu spełnia warunek:

Zdolnością skupiającą soczewki D nazywamy odwrotność jej ogniskowej:

Jednostką D jest dioptria (1D)- jest to zdolność skupiająca soczewki o ogniskowej 1m. W praktyce są często stosowane układy złożone z kilku soczewek. Zdolność skupiająca układu jest równa sumie algebraicznej zdolności skupiającej jego poszczególnych soczewek: