Článek o spojných (konvexních) čočkách
Definice konvexní čočky
Jeden typ čočky používaný v každodenním životě je konvexní čočka. Konvexní čočka je čočka se silnějším středem, zatímco okraje jsou tenčí. Konvexní čočky jsou obvykle kruhové a vyrobené ze skla, takže čočka má index lomu vyšší než index lomu vzduchu.
Typy konvexních čoček
Obecně existují tři typy konvexních čoček, u kterých je tvar konvexní čočky znázorněn níže (boční pohled).
Použití konvexních čoček
Pokud oči člověka nevidí jasně blízké předměty nebo je dalekozraký, může k vylepšení zraku použít konvexní čočku, spojku nebo pozitivní čočku. Konvexní čočky se používají v brýlích nebo kontaktních čočkách, které pomáhají lidem s krátkozrakostí. Konvexní čočka se také používá jako lupa, optické nástroje používané ve fotoaparátech, dalekohledech, teleskopech a optických mikroskopech.
Ohnisko konvexní čočky (F)
Pozorujte obrázek na boku. Světelný paprsek, který vychází z objektů, které jsou velmi vzdálené, jako je Slunce, je rovnoběžný s hlavní osou čočky. Na obrázku je hlavní osa čočky modrá čára.
Na povrch čočky, která je konvexní, dopadne paprsek světla, který čočka láme. Lom světla konvexní čočkou se řídí zákonem lomu světla. Všechny dopadající světelné paprsky se lámou konvexní čočkou směrem k ohnisku F² a světelné paprsky se v ohnisku protínají.
Světelný paprsek se láme do ohniska. Proto se konvexní čočka nazývá spojná čočka. Protože veškeré světlo se protíná v ohnisku F2, lze říci, že ústředním bodem F2 je umístění obrazu velmi vzdáleného objektu. Pokud paprsek světla lomený konvexní čočkou pochází ze Slunce, obraz Slunce se objeví v ohnisku F2.
Protože paprsek světla prochází ohniskem, je ohnisko konvexní čočky skutečné a obraz v ohnisku je skutečný.
Obrázek konvexní čočky
Na rozdíl od konkávních čoček, které dokáží vytvářet pouze virtuální obrazy, konvexní čočky dokáží vytvářet skutečné i virtuální obrazy. Virtuální obraz neexistuje, ale jako by existoval, protože lidské oko vidí světelný paprsek pohybující se přímočaře, takže lidský mozek usoudí, že obraz existuje. Pokud je stínítko umístěno v bodě, kde je virtuální obraz, na stínítku žádný obraz není. Naopak, skutečný obraz existuje. Pokud je stínítko umístěno v bodě, kde je skutečný obraz, obraz se na stínítku objeví. Tvorba obrazu konvexními čočkami byla podrobně vysvětlena v tématu tvorba obrazu konvexními čočkami.
- OtázkaJaký typ obrazu vznikne spojnou (konvexní) čočkou, když je předmět umístěn za ohniskem? OdpověďKdyž je objekt umístěn za ohniskem spojné čočky, vytvoří skutečný, převrácený a zmenšený nebo zvětšený obraz v závislosti na vzdálenosti objektu od čočky.
- OtázkaJak ovlivňuje poloha objektu velikost obrazu vytvořeného spojnou čočkou? OdpověďKdyž je objekt v nekonečnu, obraz má velikost bodu a nachází se v ohnisku. Jak se objekt přibližuje k čočce, velikost obrazu se zvětšuje. Když je objekt v ohnisku, obraz se stává nekonečně velkým.
- OtázkaKde se nachází obraz vytvořený spojnou čočkou, když je objekt v nekonečnu? OdpověďKdyž je objekt v nekonečnu, obraz se vytvoří v ohnisku na opačné straně čočky.
- OtázkaJak ohnisková vzdálenost spojné čočky ovlivňuje polohu a velikost obrazu? OdpověďKratší ohnisková vzdálenost způsobí, že se obraz vytvoří blíže k objektivu a bude menší, zatímco delší ohnisková vzdálenost způsobí, že se obraz vytvoří dále od objektivu a bude větší, za předpokladu, že vzdálenost objektu je konstantní.
- OtázkaMůže spojná čočka někdy vytvořit virtuální obraz? OdpověďAno, spojná čočka může vytvořit virtuální obraz, když je objekt umístěn v ohniskové vzdálenosti čočky. Obraz bude virtuální, svislý a zvětšený.
- OtázkaJak změna vzdálenosti objektu ovlivňuje polohu a povahu obrazu vytvořeného spojnou čočkou? OdpověďJak se objekt přibližuje k objektivu, obraz se od objektivu vzdaluje a zvětšuje se. Pokud se objekt pohybuje v rámci ohniskové vzdálenosti, obraz se stává virtuálním, vzpřímeným a zvětšeným.
- OtázkaKdyž je objekt umístěn v ohnisku spojné čočky, kde se bude nacházet jeho obraz? OdpověďKdyž je objekt umístěn v ohnisku spojné čočky, obraz se vytvoří v nekonečnu.
- OtázkaMůže spojná čočka vytvořit vzpřímený obraz? OdpověďAno, spojná čočka může vytvořit svislý obraz, ale pouze tehdy, když je objekt umístěn v ohnisku. V tomto případě je vytvořený obraz virtuální, svislý a zvětšený.
- OtázkaOvlivňuje materiál čočky (sklo, plast atd.) vlastnosti obrazu vytvořeného spojnou čočkou? OdpověďMateriál čočky může ovlivnit ohniskovou vzdálenost v důsledku různých indexů lomu, což může následně ovlivnit polohu a velikost obrazu. To však nezmění základní pravidlo: spojná čočka vytváří skutečný a převrácený obraz, když je objekt za ohniskem, a virtuální, svislý a zvětšený obraz, když je objekt v ohnisku.
-
Otázka : Co se děje s obrazem vytvořeným spojkou, když se objekt pohybuje z ohniska směrem k čočce? Odpověď : Jak se objekt pohybuje z ohniska směrem k čočce, obraz se pohybuje od čočky podél opačné strany, zvětšuje se a nakonec se stává virtuálním, svislým a zvětšeným obrazem, když se objekt nachází v ohnisku.
