1. Zreślenie:Światło zginające
* Zmiany prędkości światła: Światło podróżuje z różnymi prędkościami przez różne materiały. Kiedy światło przechodzi z jednego medium (takiego jak powietrze) do drugiego (takiego jak szkło), jego prędkość zmienia się.
* zginanie na interfejsie: Ta zmiana prędkości powoduje zgięcie światła na interfejsie między dwoma materiałami. To zginanie nazywa się refrakcją.
* kąt występowania i załamania: Ilość zginania zależy od:
* Kąt, przy którym światło uderza w powierzchnię (kąt padania).
* Wskaźnik załamania dwóch materiałów (miara, ile materiał spowalnia światło). Wyższy współczynnik załamania światła oznacza więcej zginania.
2. Kształt soczewki i punkt ogniskowy
* zbieżne (wypukłe) soczewki: Są one grubsze w środku niż na krawędziach. Zginają promienie światła *do wewnątrz *, powodując, że zbiegają się (łączą się) w jednym punkcie. Ten punkt nazywa się punktem centralnym .
* jak to działa: Promienie świetlne wchodzące do soczewki równolegle do osi optycznej (wyimaginowana linia przez środek soczewki) są wygięte w kierunku punktu ogniskowego.
* rozbieżne (wklęsłe) soczewki: Są one cieńsze w środku niż na krawędziach. Zginają promienie światła *na zewnątrz *, dzięki czemu rozbieżą się (rozłożone). Rozbieżne soczewki nie mają prawdziwego punktu centralnego w taki sam sposób, jak zbieżne soczewki. Zamiast tego mają * wirtualny * punkt centralny, który jest punktem, z którego wydają się powstać rozbieżne promienie, jeśli je prześlesz.
* jak to działa: Promienie świetlne wchodzące do soczewki równolegle do osi optycznej są wygięte od osi. Jeśli prześledzisz te rozbieżne promienie do tyłu, wydają się one pochodzące z punktu po tej samej stronie soczewki, co przychodzące światło - wirtualny punkt centralny.
3. Tworząc obraz
* zbieżne soczewki:
* obiekt poza punktem centralnym: Gdy obiekt jest umieszczony dalej od zbieżnego obiektywu niż jego punkt centralny, obiektyw tworzy obraz * prawdziwy * i * odwrócony *. „Real” oznacza, że promienie świetlne faktycznie zbiegają się w miejscu obrazu. Jest to rodzaj obrazu, który można rzutować na ekran (jak w projektorze lub kamierze). Obraz można powiększyć lub zmniejszyć w zależności od odległości.
* obiekt wewnątrz punktu centralnego: Gdy obiekt jest umieszczony bliżej zbieżnego obiektywu niż jego punkt centralny, obiektyw tworzy *wirtualny *, *pionowy *i *powiększony *obraz. Obraz jest „wirtualny”, ponieważ promienie świetlne tak naprawdę się nie zbiegają, ale wydają się pochodzić z punktu za obiektywem. Tak działa szkło powiększające.
* rozbieżny obiektyw: Rozbieżne soczewki zawsze produkują *wirtualne *, *pionowe *i *zmniejszone *obrazy. Nie tworzą prawdziwych obrazów.
4. Czynniki wpływające na skupienie
* krzywizna soczewki: Bardziej zakrzywiony soczewka wygina światło silniej, co powoduje krótszą ogniskową (odległość od soczewki do punktu ogniskowego).
* Wskaźnik załamania materiału soczewki: Wyższy współczynnik załamania światła oznacza większe zginanie i krótszą długość ogniskową.
* długość fali światła: Różne długości fali światła (różne kolory) są nieco różnie załamane przez materiał soczewki. Nazywa się to * aberracją chromatyczną * i może powodować kolorowe obrzeża wokół obrazów. Do poprawienia są bardziej złożone projekty soczewek z wieloma elementami.
* odległość do obiektu: Odległość między obiektywem a obiektem jest znacząco wpływa na utworzony obraz. Poruszanie soczewki lub obiektu zmienia odległość obrazu (odległość między obiektywem a obrazem) i skupienie obrazu. Kamery i oczy wykorzystują mechanizmy dostosowywania pozycji soczewki, aby zapewnić, że obraz gwałtownie spadnie na czujnik (aparat) lub siatkówkę (oko).
w podsumowaniu
Koncentracja z obiektywem polega na zginaniu światła w kontrolowany sposób, aby utworzyć obraz w określonym miejscu. Zbieżne soczewki zginają światło do wewnątrz, tworząc prawdziwe obrazy, a rozbieżne soczewki zginają światło na zewnątrz, tworząc wirtualne obrazy. Kształt i materiał soczewki, wraz z odległością obiektu, określają charakterystykę obrazu. Zrozumienie tych zasad ma kluczowe znaczenie dla projektowania instrumentów optycznych, takich jak kamery, teleskopy, mikroskopy, a nawet okulary.