Zbiranje leče: kaj vemo o tem?

V otroštvu so se mnogi od nas igrali s povečevalnim steklom. Zanimivo je bilo opazovati, kako ga lahko uporabimo za kurjenje časopisa, drevesa in drugih predmetov. V zrelejši starosti pogosto uporabljamo povečavo leč, da pogledamo podrobnosti slike ali majhnega besedila. Ampak kako, v resnici, deluje, zakaj v nekaterih primerih so slike velike, v drugih pa se obrne na glavo, ne vsi vedo. Poglejmo, kako deluje zbiralna leča, kakšni so njeni parametri in kakšna je vloga oddaljenosti od predmeta.

Osnovne definicije in lastnosti

Vsaka teorija je najbolje razstaviti, začenši s ključnimi koncepti. Začnimo z dejstvom, da so vrste leč neposredno odvisne od njihovih oblik. Kot podlaga za njihovo izdelavo se lahko uporabita steklo in drugi transparentni materiali z visokim indeksom refrakcije. Če je sredina leče debelejša od njenih robov, boste dobili zbiralno lečo, drugače pa difuzna leča. Ravna črta, ki prehaja skozi središča ukrivljenosti njenih dveh površin, je glavna optična os. Razprševanje ali zbiranje leč se imenuje tanko, če so polmeri njegovih strani bistveno večji od njegove debeline na katerem koli mestu. Če svetlobni žarek gre skozi središče leče, ne spremeni smeri. Ta lastnost se pogosto uporablja za določitev, kako se bo prikazala končna slika. Toda če žarek žarkov vzporedno z njegovo glavno optično osjo doseže površino leče, potem potem, ko prečkajo njegovo optično središče in preidejo goriščno razdaljo, se njihove poti sekajo na skupni točki, ki se imenuje fokus. Manjša je goriščna razdalja, večja je optična moč te optike. Zadnji parameter se običajno meri v dioptrih.

Kako ugotoviti, katera slika bo dala zbiralno lečo?

Za to je potrebno le ugotoviti, kakšna je njegova goriščna razdalja in razdalja do objekta. Poleg tega jih preprosto primerjamo in upoštevamo naslednja pravila:

1. Če je predmet zelo, zelo daleč od leče, lahko predpostavimo, da vsi žarki svetlobe, ki se odbijajo od njega, gredo vzporedno z glavno optično osjo, kar pomeni, da se vsi sekajo v žarišču in tega objekta preprosto ne bomo videli.
2. Če se predmet opazovanja nahaja za dvojno točko fokusa, to je preko dvojne goriščne razdalje, se slika obrne na glavo. Poleg tega bo njegova velikost manjša od velikosti samega objekta.
3. Ko je motiv na točki dvojnega ostrenja, bo njegova slika tudi obrnjena. Toda tokrat bodo njegove dimenzije ustrezale velikosti zadevnega predmeta.
4. Če poveča povečevalno steklo nekoliko bolj, tako da je predmet v sredini med fokusom in dvojnim ostrenjem, bo slika ostala obrnjena, zdaj pa se bo povečala.
5. Nenavaden učinek se doseže, ko se zbiralna leča nahaja točno na goriščni razdalji od objekta. V tem primeru bodo po lomu žarki paralelni drug drugemu in ne bomo videli podobe.
6. Le ko je predmet med optičnim središčem in žariščem, bo mogoče uporabiti povečevalno steklo, kot običajno. Nastala slika bo neposredna in razširjena, kar bo omogočilo podrobno preučitev vseh najmanjših podrobnosti.