Leće

Saznajte kako različite leće stvaraju slike lomeći svjetlost

Saznajte kako različite leće stvaraju slike prelamanjem svjetlosti Objašnjenje prelamanja svjetlosti kroz različite leće. Encyclopædia Britannica, Inc. Pogledajte sve videozapise za ovaj članak

Leće , u optici, komad staklo ili druge prozirne supstance koja se koristi za stvaranje slike predmeta fokusiranjem zraka svjetlosti iz predmeta. Leća je komad prozirnog materijala, obično kružnog oblika, s dvije ulaštene površine, bilo jedna ili obje zakrivljene, koje mogu biti konveksne (ispupčene) ili udubljene (utisnute). Krivulje su gotovo uvijek sferne; tj. Polumjer zakrivljenosti je stalan. Leća ima dragocjeno svojstvo stvaranja slika predmeta koji se nalaze ispred nje. Pojedinačne leće koriste se u naočalama, kontaktnim lećama, džepnim lupama, projekcijskim kondenzatorima, signalnim svjetlima, tražilima i na jednostavnim fotoaparatima. Češće se brojne leće izrađene od različitih materijala kombiniraju zajedno kao a spoj leća u cijevi kako bi se omogućila korekcija aberacije . Složene leće koriste se u instrumentima kao što su fotoaparati, mikroskopi i teleskopi.



slike oblikovane konveksnim i udubljenim lećama

slike oblikovane konveksnim i konkavnim lećama Zračni dijagrami prikazuju vrste slika formirane konveksnim i konkavnim lećama. Karakteristike slike oblikovane konveksnom lećom ovise o smještaju predmeta. Na tim je dijagramima F žarišna duljina leće, a 2F dvostruka žarišna duljina leće. Encyclopædia Britannica, Inc.



Optički principi za leće

Leća proizvodi svoj efekt fokusiranja jer svjetlost putuje sporije u leći nego u okolnom zraku, tako da dolazi do loma, naglog savijanja zrake svjetlosti i tamo gdje zraka ulazi u leću i tamo gdje iz leće izlazi u zrak .

zajedničke leće

zajedničke leće (lijevo) Presjeci standardnih oblika uobičajenih leća. (Desno) Prelamanje svjetlosti konvergentnim i divergentnim lećama, pokazujući glavnu os, glavni fokus (ili žarišnu točku) F, žarišnu duljinu f i žarišna ravnina. Encyclopædia Britannica, Inc.



Jedna leća ima dvije točno pravilne suprotne površine; ili su obje plohe zakrivljene ili je jedna zakrivljena, a jedna ravnina. Leće se mogu klasificirati prema njihove dvije površine kao bikonveksne, plano-konveksne, konkavno-konveksne (konvergirajući meniskus), bikonkavne, plano-konkavne i konveksno-konkavne (divergentni meniskusi). Zbog zakrivljenosti površina leće, različite zrake upadnog svjetlosnog zraka prelamaju se pod različitim kutovima, tako da se može uzrokovati cijeli zrak paralelnih zraka konvergirati na, ili kao da se razlikuje od jedne točke. Ta se točka naziva žarišna točka ili glavni fokus leće (često prikazana na dijagramima zraka kao F). Refrakcija zraka svjetlosti koja se odbija od predmeta ili ga emitira uzrokuje da zrake tvore vizualnu sliku predmeta. Ova slika može biti stvarna - fotografirati ili vidljiva na ekranu - ili virtualna - vidljiva samo pri gledanju u leću, kao u mikroskopu. Slika može biti puno veća ili manja od objekta, ovisno o žarišnoj duljini leće i o udaljenosti između leće i objekta. Žarišna duljina leće je udaljenost od središta leće do točke na kojoj se formira slika udaljenog objekta. Objektiv dugog fokusa tvori veću sliku udaljenog objekta, dok leća kratkog fokusa čini malu sliku.

Obično slika koju formira jedna leća nije dovoljno dobra za precizan rad u poljima kao što su astronomija, mikroskopija i fotografija; to je zato što stožac zraka koji emitira jedna točka u udaljenom objektu leća ne ujedinjuje u savršenoj točki, već tvori malu mrlju svjetlosti. Ova i druge urođene nesavršenosti na slici leće jedne točke predmeta poznate su kao aberacije. Da bi se ispravile takve aberacije, često je potrebno kombinirati u jednom nosaču nekoliko elemenata leće (pojedinačne leće), od kojih neki mogu biti konveksni, a neki udubljeni, neki od gustog visoko-refrakcijskog ili visoko-disperzivnog stakla, a drugi od niskih -refrakcijsko ili nisko-disperzivno staklo. Elementi leće mogu se cementirati ili montirati na pažljivo izračunatim razdaljinama kako bi se ispravile aberacije pojedinih elemenata i dobila slika prihvatljive oštrine ( vidi također aberacija). Precizno postavljanje također osigurava pravilno postavljanje svih leća; to jest, središta zakrivljenosti svih površina leće leže na jednoj ravnoj liniji koja se naziva glavna os leće. Često korištena mjera kvalitete bilo kojeg sustava leća je sposobnost stvaranja slike koja je dovoljno oštra da odvoji ili razriješi dvije vrlo bliske točke ili crte u objektu. Snaga razlučivanja ovisi o tome koliko su ispravljene različite aberacije u sustavu leća.

Najjednostavnija složena leća tanka je cementirana kombinacija dviju pojedinačnih leća, poput one koja se koristi u objektivu (leća najbliža objektu) malog lomnog teleskopa. Objektivi mikroskopa mogu sadržavati čak osam ili devet elemenata, od kojih neki mogu biti izrađeni od različitih materijala kako bi se sve boje svjetlosti dovele do zajedničkog fokusa i tako spriječile kromatske aberacije. Objektivne leće koje se koriste u fotoaparatima mogu sadržavati od dva do 10 elemenata, dok takozvana leća zuma ili promjenjive žarišne duljine može sadržavati čak 18 ili 20 elemenata u nekoliko skupina, a različite skupine mogu se pomicati duž osi polugama ili brijegovi kako bi se proizvela željena promjena žarišne daljine bez pomicanja žarišne ravnine. Leće se također jako razlikuju u promjeru, od samo 0,16 cm (1/16inča) za element u objektivu mikroskopa do veličine od 100 cm (40 inča) za objektiv astronomskog teleskopa. U reflektorima i nekoliko drugih vrsta astronomskih teleskopa, umjesto objektiva za objektiv se koriste konkavna zrcala.