Лещи и образи

Събирателна и разсейвателна леща

Събирателната леща е по-дебела в средата. Лъчите, които идват успоредно на оптичната ос, след нея се събират в една точка – фокуса F. Разстоянието от лещата до фокуса е фокусното разстояние f. Фокусът има и „двойник“ от другата страна на лещата – на същото разстояние.

Разсейвателната леща е по-тънка в средата. Тя разпръсква успоредните лъчи – те излизат така, сякаш идват от фокуса пред лещата.

Оптична сила

Колко силно лещата пречупва лъчите, показва нейната оптична сила:

P₀ = 1 / f

Фокусното разстояние е в метри, а оптичната сила – в диоптри (D). Леща с f = 25 cm = 0,25 m има P₀ = 1 / 0,25 m = 4 D.

Внимание: по-силната леща има по-малко фокусно разстояние. Леща с 10 cm е 10 D, а с 20 cm – само 5 D.

Какъв образ дава събирателната леща

Образът се построява с характерни лъчи от върха на пламъка: успореден на оста (след лещата минава през фокуса), през центъра на лещата (не се пречупва) и през фокуса (след лещата е успореден на оста). Където се пресекат, там е образът на върха.

• Свещта е по-далеч от 2F: образът е действителен, обърнат и умален – така снима фотоапаратът.
• Свещта е точно в 2F: образът е обърнат и колкото свещта.
• Свещта е между F и 2F: образът е обърнат, увеличен и далеч зад лещата – така работи прожекционният апарат.
• Свещта е точно във фокуса: лъчите излизат успоредни – няма образ.
• Свещта е между фокуса и лещата: образът е прав и увеличен, но се вижда само през лещата – това е лупата.

Действителният образ се хваща на екран – лъчите наистина се събират там. Недействителният образ не може да се хване на екран: виждаме го, когато гледаме през лещата. Разсейвателната леща дава винаги недействителен, прав и умален образ.

Изненада: ако покриеш половината леща, образът не става половин – той е цял, само по-тъмен. Всяка точка на свещта праща светлина към цялата леща.

Окото и очилата

Окото е като фотоапарат: роговицата и лещата на окото събират лъчите върху ретината. Когато гледаме отблизо, лещата на окото става по-изпъкнала и по-силна.

• Късогледото око пречупва твърде силно: образът на далечен предмет е пред ретината. Помагат очила с разсейвателни лещи (с „−“, например −2 D).
• Далекогледото око пречупва твърде слабо: образът на близък предмет е зад ретината. Помагат очила със събирателни лещи (с „+“, например +2 D).

Знаеш ли, че… телескопът има две лещи: първата (обективът) прави образ на далечното небесно тяло, а втората (окулярът) работи като лупа и го увеличава.

Безопасност

• Никога не гледай Слънцето през лупа, бинокъл, фотоапарат или телескоп – дори за миг. Лещата събира светлината в окото и уврежда зрението мигновено и тежко.
• Не оставяй лупа или стъклена топка с вода на слънце върху хартия, дърво или плат – събраната светлина може да ги подпали.
• При опита в клас свещта се пали само от учителя и се държи далеч от хартията.