Definicja soczewki jest bardzo prosta. Jest nią każde ciało przezroczyste (np. szkło), ograniczone z obu stron powierzchniami kulistymi lub z jednej strony powierzchnią kulistą, a z drugiej płaską.

Rodzaje soczewek

W zależności od wypukłości powierzchni ograniczających soczewki dzielimy ogólnie na skupiające i rozpraszające. Soczewki skupiające są wypukłe, czyli grubsze w środku. Na przykład soczewki: dwuwypukła, płasko-wypukła i wklęsło-wypukła będą skupiające. Natomiast soczewki rozpraszające, inaczej wklęsłe, są w środku cieńsze. Należą do nich soczewki dwu-wklęsłe, płasko-wklęsłe i wypukło-wklęsłe.

Kilka pojęć związanych z soczewkami

Środek krzywizny soczewki jest to środek kuli, której powierzchnia ogranicza soczewkę, a promień krzywizny to promień tej kuli. Każda soczewka posiada zatem z definicji dwa środki i dwa promienie krzywizny. Główna oś optyczna jest linią prostą przechodzącą przez obydwa środki krzywizny. Ogniskiem rzeczywistym soczewki skupiającej nazywamy punkt, w którym przecinają się, po przejściu przez soczewkę, promienie biegnące równolegle do głównej osi optycznej (w niewielkiej od niej odległości). W przypadku soczewki rozpraszającej, promienie biegnące równolegle do głównej osi optycznej, po przejściu przez soczewkę, nie przecinają się, ponieważ są rozbieżne. Mogą przeciąć się jedynie przedłużenia tych promieni, dlatego ten punkt przecięcia nazywamy ogniskiem pozornym soczewki rozpraszającej. Ogniskową soczewki definiuje się jako odległość ogniska od środka soczewki.

Obrazy powstające za pomocą soczewek

Obrazy przedmiotów, powstające po przejściu przez soczewki, mogą być rzeczywiste albo pozorne. Obraz rzeczywisty powstaje zawsze po drugiej stronie soczewki, natomiast pozorny tworzy się po tej samej stronie, co przedmiot. Soczewki skupiające, w zależności od położenia przedmiotu od środka krzywizny, tworzą różne obrazy: rzeczywiste lub pozorne, zmniejszone lub powiększone, proste lub odwrócone. Gdy przedmiot ustawimy przed ogniskiem soczewki skupiającej, jego obraz jest pozorny, zmniejszony i prosty. Jeśli przedmiot znajduje się za ogniskiem tej soczewki, ale przed jej środkiem krzywizny – obraz jest rzeczywisty, powiększony i odwrócony. Gdy przedmiot leży za środkiem krzywizny – obraz jest zawsze rzeczywisty, zmniejszony i odwrócony. Soczewki rozpraszające tworzą zawsze obrazy pozorne, proste i zmniejszone, niezależnie od położenia przedmiotu względem soczewki.

Zdolność skupiająca soczewki

Zdolność skupiającą soczewki określamy nie przez podanie jej ogniskowej, tylko odwrotności ogniskowej. Wyrażamy ją w Dioptriach. W układzie Si soczewka skupiająca ma zdolność skupiającą równą jednej dioptrii, jeśli jej ogniskowa wynosi 1 metr. Przykładowo, soczewka okularów mająca 5 dioptrii posiada ogniskową, równą 20 cm, ponieważ 1/5 m = 20 cm, a soczewka mająca 2 dioptrie posiada ogniskową 50 cm. Jak widać, im silniejsze są soczewki, tym mniejszą mają ogniskową (ponieważ odwrotność liczby większej jest zawsze mniejsza). Dużo więcej informacji na ten temat znajdziemy na stronie www.fizyka.uniedu.pl.

Zastosowanie soczewek

Dzięki swoim własnościom soczewki znalazły bardzo liczne zastosowania. Używa się ich między innymi do produkcji lup, mikroskopów, lunet, okularów itp. Funkcjonowanie osób z wadami wzroku byłoby niezwykle uciążliwe bez okularów. Soczewka ludzkiego oka tworzy zmniejszone obrazy przedmiotów na siatkówce (silnie unerwiona tylna ścianka oka). U krótkowidza, obraz powstaje przed siatkówką, a u dalekowidza – za nią. W obu wypadkach obraz jest nieostry i wymaga odpowiedniej korekty. Dalekowidz musi nosić okulary z soczewkami skupiającymi (plusy), o odpowiedniej zdolności skupiającej (im więcej dioptrii, tym okulary są silniejsze), natomiast krótkowidz – rozpraszające (minusy).