Plānās lēcas
Plānās lēcas novirza gaismas starus laušanas dēļ. Staru diagramma vispirms parāda ģeometriju, bet plānās lēcas vienādojums ļauj aprēķināt attēla attālumu un palielinājumu, ja zīmju konvencija tiek lietota konsekventi.
Savācējlēcas un izkliedētājlēcas
Savācējlēcai šeit ir pozitīvs fokusa attālums un tā paralēlus starus savāc reālā fokusā. Izkliedētājlēcai f ir negatīvs un izejošie stari šķiet nākam no fokusa priekšmeta pusē.
Plānās lēcas vienādojums izmanto paraksiālo tuvinājumu: lēcas biezumu pieņem par mazu salīdzinājumā ar priekšmeta un attēla attālumiem, bet aplūkotie stari ar optisko asi veido mazus leņķus. Palielinājums m=-di/do raksturo ne tikai izmēra maiņu, bet arī attēla orientāciju. Savācējlēca priekšmetam aiz fokusa var dot reālu attēlu, bet priekšmetam fokusa iekšpusē — šķietamu attēlu. Reālām lēcām pastāv sfēriskā un hromatiskā aberācija: malas stari un dažādi viļņa garumi nefokusējas pilnīgi vienā punktā, tāpēc plānās lēcas formula ir idealizēta modeļa, nevis jebkuras optiskās sistēmas precīzs apraksts.
Trīs galvenie stari
Savācējlēcai paralēls stars pēc laušanas iet caur tālo fokusu, caur tuvo fokusu ejošs stars iznāk paralēli, bet caur optisko centru ejošs stars ideālajā modelī gandrīz nemaina virzienu. Divi labi izvēlēti stari ir pietiekami attēla atrašanai.
Plānās lēcas vienādojums un palielinājums
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ · m = −dᵢ/dₒ
1/f=1/dₒ+1/dᵢ un m=hᵢ/hₒ=−dᵢ/dₒ. Pozitīvs dᵢ nozīmē reālu attēlu, negatīvs — šķietamu. Negatīvs m nozīmē apgrieztu attēlu, pozitīvs — taisnu.
Plānās lēcas kalkulators
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ · m = −dᵢ/dₒ
Priekšmeta novietojums maina attēla veidu
Savācējlēca priekšmetam ārpus fokusa var veidot reālu apgrieztu attēlu, bet priekšmetam fokusa iekšpusē — šķietamu, taisnu un palielinātu. Izkliedētājlēca reālam priekšmetam dod šķietamu, taisnu un samazinātu attēlu.
Pirms aprēķina paredziet attēlu no diagrammas
Pirms skaitļu ievietošanas izsekojiet vismaz divus galvenos starus un paredziet attēla tipu. Vienādojuma zīmēm jāsaskan ar ģeometriju. Modelis neņem vērā lēcas biezumu un aberācijas.
Zīmju konvencija ir modeļa daļa, nevis atsevišķs iegaumējams triks. Drošākais paņēmiens ir vispirms no staru diagrammas paredzēt attēla vietu un veidu un tad pārbaudīt, vai dᵢ un m zīmes to apstiprina. Reālās lēcās biezums, sfēriskā un hromatiskā aberācija var nobīdīt attēlu, tāpēc vienkāršais vienādojums ir tuvinājums ar skaidru pielietojuma robežu.
Atrisināti piemēri
1. Reāls attēls ar savācējlēcu
Risinājums. f=+10 cm, dₒ=30 cm: dᵢ=+15 cm, m=−0,50.
2. Priekšmets fokusa iekšpusē
Risinājums. f=+10 cm, dₒ=5,0 cm: dᵢ=−10 cm, m=+2.
3. Izkliedētājlēca
Risinājums. f=−12 cm, dₒ=+24 cm: dᵢ=−8,0 cm.