Zhrnutie na Tvorba obrazu spojnou šošovkou

## Úvod Optika šošoviek sa zaoberá tým, ako šošovky lámu svetlo a vytvárajú obrazy predmetov. Naučíme sa, čo sa stane so svetelnými lúčmi pri rôznej vzdialenosti predmetu od šošovky a aké vlastnosti má výsledný obraz. ### Základné pojmy > **Šošovka:** priesvitné teleso zodpovedné za lomenie svetla. > **Ohnisková vzdialenosť $f$:** vzdialenosť od stredu šošovky k ohnisku, kde sa zbiehajú lúče po prechode šošovkou. > **Predmet:** to, čo pozorujeme (napríklad sviečka alebo gulička). > **Obraz:** to, čo vytvorí šošovka; môže byť skutočný alebo zdanlivý. ## Ako rozumieme obrázkom pri rôznych polohách predmetu Rozdelíme situácie podľa toho, kde sa predmet nachádza vzhľadom na ohniskovú vzdialenosť $f$ a dvojnásobok ohniskovej vzdialenosti $2f$. ### 1) Predmet ďalej než $2f$ (vzdialenejší než dvojnásobok $f$) - Vlastnosti obrazu: - skutočný - výškovo aj stranovo prevrátený - zmenšený - vzdialený od šošovky viac ako $f$ a menej ako $2f$ - Praktický príklad: predmet na diaľku, napríklad strom pri fotení s obyčajnou šošovkou. ### 2) Predmet presne v $2f$ - Vlastnosti obrazu: - skutočný - výškovo aj stranovo prevrátený - rovnako veľký - obraz je presne v $2f$ na druhej strane šošovky - Praktický príklad: priame prechodné nastavenie kamery, kde predmet a obraz majú rovnakú veľkosť. ### 3) Predmet medzi $f$ a $2f$ (menej než $2f$ ale viac než $f$) - Vlastnosti obrazu: - skutočný - výškovo aj stranovo prevrátený - zväčšený - obraz sa vytvorí ďalej než $2f$ - Praktický príklad: objekt blízko fotoaparátu, ktorý sa pri zaostrení javí väčší než v skutočnosti. ### 4) Predmet presne v ohnisku $f$ - Vlastnosti obrazu: - obraz vzniká v nekonečne, teda prakticky sa lúče po prechode šošovkou stanú rovnobežnými a nikdy sa nepretnú - hovoríme, že žiadny konkrétny obraz nevznikne - Praktický príklad: pri pozorovaní Slnka cez šošovku (bez bezpečného filtrovania) sa lúče blízko rovnobežné, netvoria ostrý bod. ### 5) Predmet bližšie než $f$ (vzdialenejší k šošovke ako ohnisko) - Vlastnosti obrazu: - zdanlivý (neskutočný) - priamy (neroztočený) - zväčšený - vidíme ho iba keď sa cez šošovku pozeráme (ako lupa) - Praktický príklad: lupa, cez ktorú sa pozeráme na malý text alebo triedime drobné predmety. ## Porovnávacia tabuľka vlastností obrazov | Poloha predmetu | Typ obrazu | Orientácia | Veľkosť obrazu | Poloha obrazu | |---|---:|---:|---:|---:| | Predmet ďalej než $2f$ | skutočný | prevrátený | zmenšený | medzi $f$ a $2f$ | | Predmet v $2f$ | skutočný | prevrátený | rovnaký | v $2f$ | | Predmet medzi $f$ a $2f$ | skutočný | prevrátený | zväčšený | ďalej než $2f$ | | Predmet v $f$ | žiadny ostrý obraz | -- | -- | v nekonečne | | Predmet bližšie než $f$ | zdanlivý | priamy | zväčšený | na tej istej strane šošovky | ## Praktické príklady a použitia - Fotoaparát: zaostrovanie mení vzdialenosť predmetu a vytvára ostrý skutočný obraz na senzor. - Lupa: ak je predmet bližšie než $f$, obraz je zväčšený a zdanlivý; používa sa pri čítaní malého textu. - Projektor: využíva skutočný obraz vznikajúci za šošovkou, často s predmetom ďalej než $f$. Fun fact: Skladajúca sa šošovka v ľudskom oku sa automaticky mení tak, aby obraz predmetov vytvorila na sietnici a my videli ostré obrazy. ## Jednoduché cvičenie 1. Ak je predmet rovnaký ako výška obrazu, kde sa predmet nachádza? Odpoveď: v $2f$. 2. Ak chceme zväčšiť predmet ako pri lupách, máme predmet umiestniť bližšie než $f$ alebo ďalej než $f$? Odpoveď: bližšie než $f$. ## Zhrnutie - Pozícia predmetu voči $f$ a $2f$ určuje, či bude obraz skutočný alebo zdanlivý, či bude prevrátený a či bude zväčšený či zmenšený. - Predmet v $2f$ dáva rovnako veľký, skutočný a prevrátený obraz. - Predmet bližšie než $f$ dáva zdanlivý, priamy a zväčšený obraz (použitie: lupa).