Leča (optika)
Léča je optični element, ki prepušča in lomi svetlobo, pri tem pa žarek svetlobe zbere ali razprši.

Vrste 

Večina optičnih leč ima krogelno površino. To pomeni, da njeno površino sestavljata dve površini, ki sta krogelna izseka. Pri tem je optična os leče pravokotna na obe površini. Ena izmed površin je lahko tudi ravna (planarna). Vrsta leč, ki je na obeh straneh ukrivljena, imenujemo meniskus leče. Te vrste leč se lahko tanjšajo od središča proti zunanjemu robu - nastanejo iz plankonveksne leče (pozitivni meniskus) ali pa se debelijo od središča proti zunanjemu robu - nastanejo iz plankonkavne leče (negativni meniskus).

Zbiralna (konveksna) leča 
Kadar sta obe površini leče izbočeni (konveksni), imamo bikonveksno lečo. Takšni leči običajno poenostavljeno pravimo kar konveksna leča. Lahko je ena stran ravna površina. V tem primeru pa dobimo plankonveksno lečo.

Razpršilna (konkavna) leča 

Kadar pa sta obe površini vbočeni (konkavni), imamo bikonkavno lečo. Takšni leči pa poenostavljeno pravimo kar konkavna leča. Lahko je ena stran ravna površina. V tem primeru pa dobimo plankonkavno lečo.

Navidezna in realna slika 

Pri leči lahko nastane navidezna ali realna slika.
Realno sliko lahko ulovimo na zaslon, ki ga postavimo na mesto nastanka slike. Navidezne slike ne moremo uloviti na zaslon.
Razen tega je slika lahko še pokončna ali obrnjena.

Konstrukcija slike

Zbiralna (konveksna) leča 
 

Nastane obrnjena realna slika.
Kadar je predmet v gorišču, nastane slika v neskončnosti. Če pa je predmet med goriščem in lečo, dobimo navidezno pokončno sliko.

Razpršilna (konkavna) leča 

Nastane pokončna navidezna slika.

Izračun goriščne razdalje 

Goriščno razdaljo  izračunamo po naslednjem obrazcu:
 

kjer je
  goriščna razdalja leče,
  je lomni količnik snovi iz katere je leča,
 je polmer krivulje, ki predstavlja površino leče na tistem delu, ki je bližje viru svetlobe,
 je polmer krivulje, ki predstavlja površino leče na tistem delu, ki je bolj oddaljen od vira svetlobe,
  debelina leče (razdalja med dvema točkama, kjer površina leče seka optično os).

Če označimo razdaljo med lečo in predmetom s  ter razdaljo med sliko in lečo s  lahko zapišemo tudi:
 .

To pomeni, da ima vsaka leča v resnici dve gorišči. Prvo pripada vrednosti , drugo pa .
To lahko zapišemo tudi v naslednji obliki:
  .

kjer je
  
  

Kadar je  majhen (tanke leče) velja
  

Predznak vrednosti  in  je po dogovoru pri konveksnih površinah pozitiven, pri konkavnih pa negativen. Za zadnjo stran površine leče je obratno. Kadar je površina ravna, je  neskončen. Predznak določa samo oblika površine leče, ni pa odvosen od smeri v kateri svetloba potuje skozi lečo.

Leča v poljubnem sredstvu 
Leča se lahko nahaja tudi v sredstvu, ki ni zrak (npr. v vodi). V tem primeru je njena goriščna razdalja enaka :

kjer je
  lomni količnik sredstva, ki lečo obdaja (zrak ima lomni količnik )
  lomni količnik sredstva iz katerega je leča
   je debelina leče
Za tanke leče (majhen ) postane ta obrazec enak:
  .

Kadar je  so zbirne bikonveksne, plankonveksne in meniskus pozitivne leče (tanjšajo se od središča proti zunanjemu robu). V tem primeru so razpršilne leče bikonkavne, plankonkavne in meniskus negativne leče (debelijo se od središča pri zunanjemu robu).

Kadar pa je  je obratno.

Povečava 
Povečava (razmerje med navidezno velikostjo predmeta in njegovo sliko) leče je 
  .
Kadar je , je slika večja od navidezne velikosti predmeta. Za realne slike je  negativen in slika je obrnjena. Za navidezne slike je  pozitiven in slika ni obrnjena.

V primeru, da je predmet v neskončnosti ali , je  in povečava je . To pomeni, da se vpadni žarki zberejo v eni točki (gorišču), kar je v resnici samo teoretična predpostavka.

Napake 

Leče niso idealni elementi. Slike, ki jih leče dajejo, imajo večje ali manjše optične napake, ki so lahko povezane s spremembami barve ali samo s popačenjem slike. Najbolj so znane:
 sferna aberacija
 kromatična aberacija
 koma
 astigmatizem

Sestavljene leče 

Leče sestavljamo iz več leč zato, da bi preprečili nastanek nekaterih napak. Na ta način dobimo sestavljene leče, ki so sestavljene iz različnih enostavnih oblik leč. Tako dobimo na primer akromatske leče.
Kadar je leča sestavljena iz dveh leč, ki imata goriščne razdalje enake  in , dobimo lečo, ki ima goriščno razdaljo enako
 .
Kadar sta dve leči na zraku ločeni za razdaljo , dobimo lečo z goriščno razdaljo   po obrazcu

Zgodovina 

Najstarejši artefakt leče je nimrudska leča iz kamene strele, ki je stara več kot tri tisoč let, in izhaja iz starodavne Asirije. David Brewster je predlagal, da so jo morda uporabljali kot povečevalno steklo, ali pa kot pripomoček pri zažiganju s pomočjo sončne svetlobe. Asirski rokodelci so izdelali zapletene gravure in so lahko pri svojem delu uporabljali takšne leče. Drug zgodnji vir na povečavo izhaja iz starodavnih egipčanskih hieroglifov iz 8. stoletja pr. n. št., ki upodabljajo »preproste steklene meniskalne leče.«

Sklici

Viri

Zunanje povezave 

Optika
Geometrijska optika
 
Optične naprave
Léča je optični element , ki prepušča in lomi svetlobo , pri tem pa žarek svetlobe zbere ali razprši . Vrste Večina optičnih leč ima krogelno površino . To pomeni , da njeno površino sestavljata dve površini , ki sta krogelna izseka . Pri tem je optična os leče pravokotna na obe površini . Ena izmed površin je lahko tudi ravna ( planarna ) . Vrsta leč , ki je na obeh straneh ukrivljena , imenujemo meniskus leče . Te vrste leč se lahko tanjšajo od središča proti zunanjemu robu - nastanejo iz plankonveksne leče ( pozitivni meniskus ) ali pa se debelijo od središča proti zunanjemu robu - nastanejo iz plankonkavne leče ( negativni meniskus ) . Zbiralna ( konveksna ) leča Kadar sta obe površini leče izbočeni ( konveksni ) , imamo bikonveksno lečo . Takšni leči običajno poenostavljeno pravimo kar konveksna leča . Lahko je ena stran ravna površina . V tem primeru pa dobimo plankonveksno lečo . Razpršilna ( konkavna ) leča Kadar pa sta obe površini vbočeni ( konkavni ) , imamo bikonkavno lečo . Takšni leči pa poenostavljeno pravimo kar konkavna leča . Lahko je ena stran ravna površina . V tem primeru pa dobimo plankonkavno lečo . Navidezna in realna slika Pri leči lahko nastane navidezna ali realna slika . Realno sliko lahko ulovimo na zaslon , ki ga postavimo na mesto nastanka slike . Navidezne slike ne moremo uloviti na zaslon . Razen tega je slika lahko še pokončna ali obrnjena . Konstrukcija slike Zbiralna ( konveksna ) leča Nastane obrnjena realna slika . Kadar je predmet v gorišču , nastane slika v neskončnosti . Če pa je predmet med goriščem in lečo , dobimo navidezno pokončno sliko . Razpršilna ( konkavna ) leča Nastane pokončna navidezna slika . Izračun goriščne razdalje Goriščno razdaljo izračunamo po naslednjem obrazcu : kjer je goriščna razdalja leče , je lomni količnik snovi iz katere je leča , je polmer krivulje , ki predstavlja površino leče na tistem delu , ki je bližje viru svetlobe , je polmer krivulje , ki predstavlja površino leče na tistem delu , ki je bolj oddaljen od vira svetlobe , debelina leče ( razdalja med dvema točkama , kjer površina leče seka optično os ) . Če označimo razdaljo med lečo in predmetom s ter razdaljo med sliko in lečo s lahko zapišemo tudi : \ . To pomeni , da ima vsaka leča v resnici dve gorišči . Prvo pripada vrednosti , drugo pa \ . To lahko zapišemo tudi v naslednji obliki : \ . kjer je Kadar je majhen ( tanke leče ) velja Predznak vrednosti in je po dogovoru pri konveksnih površinah pozitiven , pri konkavnih pa negativen . Za zadnjo stran površine leče je obratno . Kadar je površina ravna , je neskončen . Predznak določa samo oblika površine leče , ni pa odvosen od smeri v kateri svetloba potuje skozi lečo . Leča v poljubnem sredstvu Leča se lahko nahaja tudi v sredstvu , ki ni zrak ( npr . v vodi ) . V tem primeru je njena goriščna razdalja enaka \ : kjer je lomni količnik sredstva , ki lečo obdaja ( zrak ima lomni količnik ) lomni količnik sredstva iz katerega je leča je debelina leče Za tanke leče ( majhen ) postane ta obrazec enak : \ . Kadar je so zbirne bikonveksne , plankonveksne in meniskus pozitivne leče ( tanjšajo se od središča proti zunanjemu robu ) . V tem primeru so razpršilne leče bikonkavne , plankonkavne in meniskus negativne leče ( debelijo se od središča pri zunanjemu robu ) . Kadar pa je je obratno . Povečava Povečava ( razmerje med navidezno velikostjo predmeta in njegovo sliko ) leče je \ . Kadar je , je slika večja od navidezne velikosti predmeta . Za realne slike je negativen in slika je obrnjena . Za navidezne slike je pozitiven in slika ni obrnjena . V primeru , da je predmet v neskončnosti ali , je in povečava je \ . To pomeni , da se vpadni žarki zberejo v eni točki ( gorišču ) , kar je v resnici samo teoretična predpostavka . Napake Leče niso idealni elementi . Slike , ki jih leče dajejo , imajo večje ali manjše optične napake , ki so lahko povezane s spremembami barve ali samo s popačenjem slike . Najbolj so znane : sferna aberacija kromatična aberacija koma astigmatizem Sestavljene leče Leče sestavljamo iz več leč zato , da bi preprečili nastanek nekaterih napak . Na ta način dobimo sestavljene leče , ki so sestavljene iz različnih enostavnih oblik leč . Tako dobimo na primer akromatske leče . Kadar je leča sestavljena iz dveh leč , ki imata goriščne razdalje enake in , dobimo lečo , ki ima goriščno razdaljo enako \ . Kadar sta dve leči na zraku ločeni za razdaljo , dobimo lečo z goriščno razdaljo po obrazcu Zgodovina Najstarejši artefakt leče je nimrudska leča iz kamene strele , ki je stara več kot tri tisoč let , in izhaja iz starodavne Asirije . David Brewster je predlagal , da so jo morda uporabljali kot povečevalno steklo , ali pa kot pripomoček pri zažiganju s pomočjo sončne svetlobe . Asirski rokodelci so izdelali zapletene gravure in so lahko pri svojem delu uporabljali takšne leče . Drug zgodnji vir na povečavo izhaja iz starodavnih egipčanskih hieroglifov iz stoletja pr. n. št . , ki upodabljajo » preproste steklene meniskalne leče . « Sklici Viri Zunanje povezave Optika Geometrijska optika Optične naprave