Soczewka - Google

Soczewka

Z Wikipedii

Skocz do: nawigacji, szukaj
Ten artykuł dotyczy przyrządu optycznego. Zobacz też: inne znaczenia tego słowa.
Soczewka
Soczewka

Soczewka - proste urządzenie optyczne składające się z jednego lub kilku sklejonych razem bloków przezroczystego materiału (zwykle szkła, ale też różnych tworzyw sztucznych, żeli, minerałów, a nawet parafiny lub kropli wody).

Istotą soczewki jest to, że przynajmniej jedna z jej powierzchni roboczych jest zakrzywiona, np. jest wycinkiem sfery, innej obrotowej krzywej stożkowej jak parabola, hiperbola lub elipsa, albo walca.

Spis treści

[edytuj] Typy soczewek

Najczęściej spotykany typ soczewki to soczewka sferyczna, której przynajmniej jedna powierzchnia jest wycinkiem sfery. Każda z powierzchni takiej soczewki może być wypukła, wklęsła lub płaska i stąd mówi się o soczewkach dwuwypukłych, płasko-wklęsłych itd. (patrz rysunek).

Rodzaje soczewek sferycznych.
Rodzaje soczewek sferycznych.

Stosuje się również soczewki będące wycinkiem walca (np. jako lupy w termometrach oraz do czytania, szkła korygujące wady wzroku), nazywane soczewkami cylindrycznymi.

Szczególnym rodzajem soczewki jest soczewka Fresnela.

[edytuj] Soczewki sferyczne

[edytuj] Ognisko i ogniskowa

Zobacz więcej w osobnych artykułach: Ognisko (optyka), Ogniskowa.
Soczewka skupiajÄ…ca
Soczewka skupiajÄ…ca
Soczewka rozpraszajÄ…ca
Soczewka rozpraszajÄ…ca

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. Ogniskowa f zależy od promieni krzywizny obu powierzchni roboczych R1 i R2 oraz współczynników załamania: materiału, z którego zrobiona jest soczewka n i otoczenia nm (dla powietrza nm = 1 i wzór upraszcza się).

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

\frac{1}{f} = \left(\frac{n}{n_m}-1\right)\left[ \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \right].

Wzór ten uwzględnia zarówno wklęsłe, jak i wypukłe soczewki. 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. 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 nm = 1 otrzymujemy

\frac{1}{f} = \frac{2}{R}\left(n-1\right).

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.

Odwrotność ogniskowej nazywa się zdolnością skupiającą soczewki i jest mierzona w dioptriach.

[edytuj] Obraz

Zobacz więcej w osobnych artykułach: Obraz (optyka), Obraz rzeczywisty, Obraz pozorny.

[edytuj] Powiększenie

Obraz wytworzony przez soczewkę jest zwykle innej wielkości niż przedmiot. Powiększenie to zależy od odległości przedmiotu od soczewki S1 oraz od jej ogniskowej f. Dla cienkiej soczewki zależność tą opisuje wzór

M = - \frac{S_2}{S_1} = \frac{f}{f - S_1} ,

gdzie S2 jest odległością obrazu od soczewki, a M powiększeniem. | M | > 1 odpowiada obrazowi powiększonemu, a | M | < 1 pomniejszonemu. Ujemna wartość M oznacza, że obraz jest odwrócony.

[edytuj] Zastosowanie

Soczewki są stosowane w wielu przyrządach optycznych do tworzenia obrazu lub kształtowania wiązki światła:

[edytuj] Wady soczewek

Zobacz więcej w osobnym artykule: Aberracja optyczna.

Idealna soczewka skupia równoległą wiązkę światła w jednym punkcie i wytwarza ostry obraz przedmiotu, różniący się od niego jedynie powiększeniem. Rzeczywiste soczewki charakteryzują się aberracjami, przez co wytworzony przez nie obraz jest zniekształcony. Wady te wynikają zarówno z niedokładności wykonania, jak i z fizycznych właściwości soczewek, przede wszystkim ich grubości (szczególnie różnic grubości pomiędzy środkiem a brzegami soczewki) oraz zależności współczynnika załamania materiału, z którego są wykonane, od długości fali. Ten drugi rodzaj aberracji usuwa się, zastępując pojedynczą soczewkę układem soczewek.

Inne układy soczewek likwidujące aberrację: aplanat.

Wad grubych soczewek w znacznym stopniu pozbawiona jest soczewka Fresnela.

[edytuj] Zobacz też

Commons
Zobacz galeriÄ™ na Wikimedia Commons:
Soczewka



Piłkarki ręczne SPR Safo Lublin na turnieju w Zaporożu
Przygotowując się do nowego sezonu piłkarki ręczne SPR Safo Lublin uczestniczyć będą od najbliższego piątku (22 sierpnia) w międzynarodowym turnieju o Puchar Dniepru w ukraińskim Zaporożu.
Lekkoatletyka: mistrz świata pokazał klasę
Mistrz świata Portugalczyk Nelson Evora pokazał klasę w finale olimpijskiego konkursu w Pekinie, wygrywając z wynikiem 17,67 m.
Mistrzowie olimpijscy powalczą o tytuły mistrza Polski
Uczestnicy igrzysk olimpijskich w Pekinie wystąpią w rozpoczynających się w piątek w Poznaniu 84. Mistrzostwach Polski w wioślarstwie.
MKOl - nowi członkowie Komisji Zawodniczej
Byli mistrzowie olimpijscy Rosjanin Aleksander Popow (pływanie) i Moon Dae-sung z Korei Południowej (taekwondo) znaleźli się wśród czterech nowo wybranych członków Komisji Zawodniczej Międzynarodowego Komitetu Olimpijskiego.
Koszykówka: Amerykanki pierwszymi finalistkami
Koszykarki USA, aktualne mistrzynie olimpijskie, awansowały do finału turnieju olimpijskiego w Pekinie, pokonując w 1/2 finału wicemistrzynie świata Rosjanki 67:52.
Linki: Strona g³ówna