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.
Paprsek světla dopadá na povrch čočky, která je konvexní, a čočka jej láme. Lom světla konvexní čočkou se řídí zákonem lomu světla. Všechny dopadající světelné paprsky jsou konvexní čočkou lámány směrem k ohnisku F.2 a světelný paprsek se protíná v ohnisku.
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.
-
OtázkaCo se děje s obrazem vytvořeným spojkou, když se objekt pohybuje z ohniska směrem k čočce? OdpověďJak se objekt pohybuje z ohniska směrem k čočce, obraz se od čočky pohybuje podél opačné strany, zvětšuje se a nakonec se, když se objekt nachází v ohnisku, stává virtuálním, svislým a zvětšeným obrazem.
