Soczewka i jej ognisko

Czym jest soczewka?

Soczewka to właściwie nic innego tylko lupa, choć gdy jest wykorzystywana w przyrządach optycznych, to pozbawiona jest samodzielnej oprawki. 

Typowa soczewka - tzw. soczewka sferyczna - powstaje z przecięcia dwóch sfer i wypełnienia tego przecięcia materiałem przezroczystym dla światła - najczęściej szkłem.

Rzeczywiste soczewki mogą mieć kształty odbiegające nieco od wycinka sfery, jednak nie zmienia to innych podstawowych cech - posiadanie głównej osi optycznej i ogniska.

  

Główna oś optyczna jest osią symetrii soczewki i przebija ją w najbardziej spłaszczonym miejscu.

 

Ognisko soczewki

Idealna soczewka załamuje wszystkie promienie świetlne biegnące równolegle do głównej osi optycznej do jednego punktu. 

 

Punkt ten nazywany jest ogniskiem soczewki. Soczewka zamienia wiązkę równoległą na wiązkę promieni zbieżnych do ogniska. Po przejściu przez ognisko wiązka staje się rozbieżna.

Soczewka skupiająca

Opisany przypadek soczewki załamującej promienie równoległe do ogniska, to tzw. soczewka skupiająca (bo "skupia" promienie świetlne do ogniska). Przy używaniu jej jako lupy daje ona efekt powiększania oglądanych przedmiotów.

Rzeczywista soczewka ma ognisko rozmyte

Tak jest jeśli chodzi o soczewkę idealną. Jednak, ponieważ ideał jest najczęściej nie osiągalny, więc w rzeczywistości mamy do czynienia nie tyle z punktem do którego zbiega wiązka co z rozciągłym obszarem, na którym skupiają się promienie. Wynika to zarówno z natury światła, jak i z faktu, że zachodzą zjawiska aberracji sferycznej i aberracji chromatycznej. 

Oczywiście im obszar skupienia promieni jest mniejszy tym lepsza jest soczewka, bo dokładniej skupia promienie do ogniska.

Soczewki nie muszą być wypukłe z obu stron. W wielu sytuacjach używa się soczewek wklęsłych, które w powietrzu rozpraszają światło.

Soczewki nie muszą być idealnie symetryczne - oto przykład soczewki płasko - wklęsłej.

Taka soczewka też skupia promienie świetlne. 

A oto kolejny przykład soczewki skupiającej - soczewka wklęsło - wypukła.

---