Obraz - optyka - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy optyki. Zapoznaj się również z: inne znaczenie tego słowa.

Przykład konstrukcji obrazu rzeczywistego wytworzonego przez soczewkę skupiającą.

W optyce geometrycznej obraz to reprezentacja rzeczywistego przedmiotu (źródła promieni świetlnych). Obraz danego punktu powstaje w miejscu, gdzie promienie świetlne, które wychodzą z tego punktu i przechodzą przez soczewkę, przecinają się (obraz rzeczywisty). Jeżeli promienie te po przejściu przez soczewkę tworzą wiązkę rozbieżną, wówczas w miejscu przecięcia się przedłużeń tych promieni powstaje obraz pozorny).

Soczewka - proste urządzenie optyczne składające się z jednego lub kilku sklejonych razem bloków przezroczystego materiału (zwykle szkła, ale też różnych tworzyw sztucznych, żeli, minerałów, a nawet parafiny ).

Obraz pozorny – obraz przedmiotu, który powstaje w wyniku przecięcia się przedłużeń promieni rzeczywistych po ich przejściu przez układ optyczny. Obraz pozorny nie jest widoczny na ekranie. Obraz ten jest widoczny dla obserwatora rejestrującego rozbieżną wiązkę promieni opuszczających układ optyczny. Nasze zmysły, przyzwyczajone do prostoliniowego rozchodzenia się światła, lokują obraz w miejscu, w którym w rzeczywistości nie biegną żadne promienie - stąd nazwa obrazu pozornego. Efekt ten bywa wykorzystywany w pokazach iluzjonistycznych.

Konstrukcja obrazu dla soczewki

Na obraz przedmiotu składają się z obrazy poszczególnych punktów. Aby znaleźć położenie obrazu wytworzonego przez cienką soczewkę, wystarczy znaleźć obraz jednego punktu przedmiotu, który nie leży na osi optycznej. Do tego celu należy określić bieg dwóch dowolnych promieni wychodzących z tego punktu. Te dwa promienie można wybrać z trzech, które jest najłatwiej narysować:

Soczewka cienka jest to modelowa soczewka sferyczna o zaniedbywalnie małej grubości. Pojęcie soczewki cienkiej zostało wprowadzone w celu uproszczania wzorów opisujących bieg promieni w układach optycznych (np. w równaniu soczewki) w optyce geometrycznej. Dobrym przybliżeniem soczewki cienkiej jest soczewka, której grubość jest znacznie mniejsza od jej ogniskowej, a średnica jest znacznie mniejsza od promieni krzywizn soczewki, i dla której rozpatrywane są tylko promienie przyosiowe, tzn. biegnące blisko osi optycznej.

Promień biegnący równolegle do osi, po przejściu przez soczewkę, przecina ognisko za soczewką (lub jego przedłużenie przecina ognisko dla soczewki rozpraszającej) - promień górny na rysunku.
Promień przechodzący przez pierwsze ognisko, lub leżący na prostej przechodzącej przez pierwsze ognisko, jest za soczewką równoległy do osi optycznej - promień dolny.
Promień przechodzący przez środek soczewki nie zmienia kierunku (dla soczewki doskonale cienkiej, dla rzeczywistych soczewek ulega niewielkiemu przesunięciu równoległemu) - promień środkowy.

Wiedząc, że obraz płaskiego przedmiotu jest podobny do samego przedmiotu, co oznacza, że można go otrzymać przez translację, obrót i przeskalowanie z zachowaniem proporcji, można określić dokładne położenie obrazu. W przypadku przedmiotów, których grubość mierzona wzdłuż osi optycznej nie może być zaniedbana, proporcje w obrazie mogą zostać zmienione (zob. powiększenie wzdłużne).

Zobacz też

równanie soczewki