The phenomenon of refraction of light is used in simple optical elements, such as lenses. Lenses are usually made of glass, plastics, some natural minerals (quartz, sapphire), as well as paraffin. A lenslenslens is a specially polished solid of transparent material that has been limited by spherical, parabolic, flat or cylindrical surfaces.
RtexGtYUMuhDT
Ilustracja przedstawia różne typy soczewek powstałych przez ograniczenie bryły powierzchniami wklęsłymi lub wypukłymi, od lewej: soczewka obustronnie wypukła - biconvex, soczewka lewostronnie wypukła, prawostronnie płaska - plano-convex, soczewka lewostronnie wypukła, prawostronnie wklęsła - positive meniscus, soczewka lewostronnie wypukła, prawostronnie bardziej wklęsła - negative meniscus, soczewka lewostronnie płaska, prawostronnie wklęsła - plano-concave, soczewka obustronnie wklęsła - biconcave.
Various types of lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Jaki kształt powinna mieć soczewka, aby skupiała światło?
Jaki kształt powinna mieć soczewka, aby skupiała światło?
Redraw the sketch below to the notebook and do the following.
1. Draw a further path of the light ray 5.
2. The light rays 3 and 4 after refraction should also converge in the point F. a. Consider what shape the figures should have on the path of the light rays 3 and 4 and fill in the sketch accordingly. b. Then, draw the path of the rays 3 and 4.
RrFi2OL3njSp8
Na rysunku przedstawione są różne pryzmaty załamujące padające na nie równoległe promienie świetlne tak, by przecinały się w jednym punkcie. Narysowana jest jedynie część pryzmatów – w ramach ćwiczenia należy uzupełnić rysunek o pozostałe pryzmaty oraz przedstawić bieg promieni świetlnych po przejściu przez nie.
Light rays bent by prisms towards one point
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R1Bdb1RDcaALd
Na rysunku przedstawione są różne pryzmaty załamujące padające na nie równoległe promienie świetlne tak, by przecinały się w jednym punkcie. Narysowany jest pełny bieg promieni świetlnych przez pryzmaty dobrane pod względem kształtu tak, aby razem stanowiły model soczewki skupiającej.
Solution - Light rays bent by prisms towards one point
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Jakie kształty powinny mieć elementy optyczne, aby rozpraszały światło?
Jakie kształty powinny mieć elementy optyczne, aby rozpraszały światło?
What shape should optical elements have in order to diverge the light rays, as shown in the figure below? Make an appropriate sketch in the notebook.
Extend the rays so that they cross at one point.
RgmMAxbqfSI6u
Rysunek przedstawia bieg promieni świetlnych padających równolegle i rozproszone przez nieznane pryzmaty. Należy dobrać odpowiednie pryzmaty i uzupełnić rysunek.
Light rays scattered by unknown prisms
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
R1JNFJqqnoRgS
Rysunek stanowi pełny bieg promieni świetlnych przez pryzmaty dobrane pod względem kształtu tak, aby razem stanowiły model soczewki rozpraszającej.
Solution - Light rays scattered by unknown prisms with extensions of the scattered rays passing through one point
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
If we combine the outer edges of solids in Exercise 1, we get a symmetrical converging lensconverging lensconverging lens, whereas in the Exercise 2 we get a diverging lensdiverging lensdiverging lens.
Convex lenses are converging lenses. Concave lenses are diverging lenses. This is true only if the lens is located in a less optically dense medium.
A point on the optical axisoptical axis optical axis where rays of light parallel to the optical axisoptical axis optical axis after passing a lenslenslens converge. This point is known as the real focal pointfocal pointfocal point. If the parallel rays passing the lens are diverged, then the extension of the refracted rays behind the lens will intersect at a point. This point is known as the virtual focal pointfocal pointfocal point. The focal point of the lens is often simply called the focus. Every lenslenslens has two focal points at the optical axisoptical axis optical axis with the same distance from the optical centreoptical centreoptical centre.
A point inside a lenslenslens through which a light ray is able to travel without being deviated.
R1ANNCb8L1TAM
Ilustracja interaktywna przedstawia soczewkę obustronnie wypukłą, skupiającą promienie w jednym punkcie, która opisana jest za pomocą różnych parametrów. Oś optyczna, oznaczona numerem 1, przechodzi przez środki krzywizny i środek optyczny soczewki, opisany jako punkt O, oznaczony numerem 2. Promienie równoległe padające na soczewkę ulegają załamaniu i przecinają się w jednym punkcie zwanym ogniskiem rzeczywistym, opisanym jako punkt F, oznaczonym numerem 3. Odległość między ogniskiem a środkiem optycznym soczewki nazywamy ogniskową f, oznaczoną numerem 4. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. optical axis {audio}, 2. optical centre {audio}, 3. focal point {audio}, 4. focal length {audio}.
Ilustracja interaktywna przedstawia soczewkę obustronnie wypukłą, skupiającą promienie w jednym punkcie, która opisana jest za pomocą różnych parametrów. Oś optyczna, oznaczona numerem 1, przechodzi przez środki krzywizny i środek optyczny soczewki, opisany jako punkt O, oznaczony numerem 2. Promienie równoległe padające na soczewkę ulegają załamaniu i przecinają się w jednym punkcie zwanym ogniskiem rzeczywistym, opisanym jako punkt F, oznaczonym numerem 3. Odległość między ogniskiem a środkiem optycznym soczewki nazywamy ogniskową f, oznaczoną numerem 4. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. optical axis {audio}, 2. optical centre {audio}, 3. focal point {audio}, 4. focal length {audio}.
Parameters of a converging lens
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RyXowfKoysUQJ
Ilustracja interaktywna przedstawia soczewkę obustronnie wklęsłą, rozpraszającą promienie, która jest opisana za pomocą różnych parametrów. Oś optyczna, oznaczona numerem 1, przechodzi przez środki krzywizny i środek optyczny soczewki, opisany jako punkt O, oznaczona numerem 3. Promienie równoległe padające na soczewkę ulegają rozproszeniu, a ich przedłużenia przecinają się w jednym punkcie zwanym ogniskiem pozornym, opisanym jako punkt F, oznaczona numerem 2. Odległość między ogniskiem a środkiem optycznym soczewki nazywamy ogniskową f, oznaczoną numerem 4. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. optical axis {audio}, 2. virtual focal point {audio}, 3. optical centre {audio}, 4. focal length {audio}.
Ilustracja interaktywna przedstawia soczewkę obustronnie wklęsłą, rozpraszającą promienie, która jest opisana za pomocą różnych parametrów. Oś optyczna, oznaczona numerem 1, przechodzi przez środki krzywizny i środek optyczny soczewki, opisany jako punkt O, oznaczona numerem 3. Promienie równoległe padające na soczewkę ulegają rozproszeniu, a ich przedłużenia przecinają się w jednym punkcie zwanym ogniskiem pozornym, opisanym jako punkt F, oznaczona numerem 2. Odległość między ogniskiem a środkiem optycznym soczewki nazywamy ogniskową f, oznaczoną numerem 4. Na ilustracji widoczne są numery, a na nich podpisy. 1. optical axis {audio}, 2. virtual focal point {audio}, 3. optical centre {audio}, 4. focal length {audio}.
The lens is described by the following parameters: optical axis, real or virtual focal point, optical centre, focal length.
Exercises
R1PsMX5RNLY2k
Exercise 3
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. Concave lenses diverge light rays., 2. A converging lens is thicker in the middle., 3. The point where the refracted light rays meet is known as optical centre., 4. The line that passes through the optical centre of a lens is known as optical axis., 5. The distance between the focal point and the optical centre is known as focal length.
Wersja alternatywna ćwiczenia: Determine which sentences are true. Możliwe odpowiedzi: 1. Concave lenses diverge light rays., 2. A converging lens is thicker in the middle., 3. The point where the refracted light rays meet is known as optical centre., 4. The line that passes through the optical centre of a lens is known as optical axis., 5. The distance between the focal point and the optical centre is known as focal length.
Determine which sentences are true.
Concave lenses diverge light rays.
A converging lens is thicker in the middle.
The point where the refracted light rays meet is known as optical centre.
The line that passes through the optical centre of a lens is known as optical axis.
The distance between the focal point and the optical centre is known as focal length.
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
Exercise 4
List some examples of instruments that use lenses.
E.g. a magnifier, binoculars, glasses, a telescope, a camera lens, a microscope.
Exercise 5
Describe in English what the parameters of the lens are.
R1XsA1xeafVew
Exercise 6
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. soczewka wypukła - convex lens, 2. ogniskowa - focal length, 3. oś optyczna - optical axis, 4. soczewka rozpraszająca - diverging lens, 5. soczewka skupiająca - concave lens, 6. soczewka wklęsła - converging lens
Wersja alternatywna ćwiczenia: Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly. Możliwe odpowiedzi: 1. soczewka wypukła - convex lens, 2. ogniskowa - focal length, 3. oś optyczna - optical axis, 4. soczewka rozpraszająca - diverging lens, 5. soczewka skupiająca - concave lens, 6. soczewka wklęsła - converging lens
Indicate which pairs of expressions or words are translated correctly.
soczewka wypukła - convex lens
ogniskowa - focal length
oś optyczna - optical axis
soczewka rozpraszająca - diverging lens
soczewka skupiająca - concave lens
soczewka wklęsła - converging lens
zadanie
Source: GroMar, licencja: CC BY 3.0.
RUD8RRtXhc1RC1
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Interaktywna gra, polegająca na łączeniu wyrazów w pary w ciągu jednej minuty. Czas zaczyna upływać wraz z rozpoczęciem gry. Jeden ruch to odkrywanie najpierw jednej potem drugiej karty z wyrazem. Każdy wyraz jest odczytywany. Kolejny ruch to odkrywanie trzeciej i czwartej karty. W ten sposób odsłuchasz wszystkie wyrazy. Nawigacja z poziomu klawiatury za pomocą strzałek, odsłuchiwanie wyrazów enterem lub spacją. Znajdź wszystkie pary wyrazów.
Match Polish terms with their English equivalents.
lens
optical axis
oś optyczna
ogniskowa
focal point
soczewka
środek optyczny
optical centre
focal length
ognisko
Source: Zespół autorski Politechniki Łódzkiej, licencja: CC BY 3.0.
