Podsumowanie

• Zwierciadło płaskie zawsze tworzy obraz pozorny (położony za zwierciadłem).
• Obraz i przedmiot znajdują się w takiej samej odległości od zwierciadła płaskiego, wymiary obrazu i przedmiotu są takie same i obraz jest tak samo zorientowany jak przedmiot.

• Zwierciadła sferyczne mogą być wklęsłe (skupiające) lub wypukłe (rozpraszające).
• Ogniskowa zwierciadła sferycznego to połowa jego promienia krzywizny: $f=R∕2$.
• Równanie zwierciadła i konstrukcja biegu promieni pozwala na podanie dokładnego opisu obrazu tworzonego przez zwierciadło sferyczne.
• Aberracja sferyczna występuje dla zwierciadeł sferycznych, a aberracja komatyczna dla zwierciadeł sferycznych i parabolicznych.

W tym podrozdziale wyjaśniono, jak pojedyncza powierzchnia załamująca tworzy obrazy:

• Kiedy patrzymy na przedmiot przez płaską powierzchnię graniczną pomiędzy dwoma ośrodkami o różnych współczynnikach załamania, to wydaje się, że przedmiot znajduje się w pozornej odległości $h_{\text{o}}$, która różni się od rzeczywistej odległości $h_{\text{p}}$ w taki sposób, że: $h_{\text{o}}=\left(n_2∕n_1\right)h_{\text{p}}$.
• Obraz tworzony jest przez załamanie światła na powierzchni granicznej pomiędzy dwoma ośrodkami o współczynnikach załamania światła $n_1$ i $n_2$.
• Odległość obrazu zależy od: promienia krzywizny powierzchni, położenia przedmiotu oraz współczynników załamania światła obu ośrodków.

• Istnieją dwa rodzaje soczewek: skupiające i rozpraszające. Soczewka, która kieruje promienie światła w kierunku do (od) osi optycznej, nazywa się soczewką skupiającą (rozpraszającą).
• Dla soczewki skupiającej ognisko znajduje się w punkcie przecięcia skupionych promieni; dla soczewki rozpraszającej ognisko znajduje się w punkcie, z którego rozproszone promienie światła zdają się wychodzić.
• Odległość od środka cienkiej soczewki do jej ogniska nazywa się ogniskową $f$.
• Konstrukcja biegu promieni jest techniką geometryczną pozwalającą określić drogę promieni światła przechodzącego przez cienkie soczewki.
• Obraz rzeczywisty może być wyświetlony na ekranie.
• Obraz pozorny nie może być wyświetlony na ekranie.
• Soczewka skupiająca tworzy obrazy zarówno rzeczywiste, jak i pozorne, w zależności od położenia przedmiotu; soczewka rozpraszająca tworzy tylko obrazy pozorne.

• Tworzenie obrazu przez oko można opisać równaniem cienkiej soczewki.
• Oko tworzy obraz rzeczywisty na siatkówce, dostosowując swoją ogniskową w procesie nazywanym akomodacją.
• Krótkowzroczność powoduje niezdolność do wyraźnego widzenia odległych przedmiotów i jest korygowana za pomocą soczewki rozpraszającej, która zmniejsza zdolność skupiającą oka.
• Nadwzroczność powoduje niezdolność do wyraźnego widzenia bliskich przedmiotów i jest korygowana za pomocą soczewki skupiającej, która zwiększa zdolność skupiającą oka.
• W krótkowzroczności i nadwzroczności soczewki korygujące tworzą obrazy przedmiotów mieszczące się w przedziale odległości pomiędzy punktami bliży i dali dla danej osoby, dzięki czemu przedmioty widziane są wyraźnie.

• W aparatach fotograficznych i kamerach do tworzenia obrazów stosuje się układy soczewek.
• Fotografia cyfrowa opiera się matrycach CCD, które zamieniają sygnały optyczne na sygnały elektryczne.

• Szkło powiększające (lupa) jest soczewką skupiającą i tworzy pozorny, powiększony obraz przedmiotu znajdującego się w odległości mniejszej niż ogniskowa soczewki.
• Powiększenie kątowe opisuje powiększenie obrazu tworzonego przez szkło powiększające. Jest ono równe stosunkowi rozciągłości kątowej obrazu do rozciągłości kątowej przedmiotu obserwowanego przez nieuzbrojone oko.
• Powiększenie kątowe jest większe dla szkieł powiększających o krótszych ogniskowych.
• Szkło powiększające (lupa) daje maksymalnie 10-krotne powiększenie przedmiotu.

• Wiele urządzeń optycznych zawiera więcej elementów optycznych niż pojedyncza soczewka lub zwierciadło. Zasadę ich działania rozważa się poprzez analizę działania każdego elementu osobno. Obraz tworzony przez jeden element jest przedmiotem dla drugiego i tak dalej. Do każdego elementu stosuje się konstrukcję biegu promieni i równanie cienkiej soczewki, opisane w poprzednich rozdziałach.
• Łączne powiększenie zapewniane przez układ wieloelementowy jest iloczynem powiększenia liniowego jego poszczególnych elementów oraz powiększenia kątowego okularu. Dla dwuelementowego układu z obiektywem i okularem powiększenie wynosi
  $$p_{\text{k}}=p^{\text{ob}}{p}_{\text{k}}^{\text{ok}}\text{,}$$
  gdzie $p^{\text{ob}}$ jest powiększeniem liniowym obiektywu, a $p_{\text{k}}^{\text{ok}}$ powiększeniem kątowym okularu.
• Mikroskop jest układem wieloelementowym (czyli zawierającym więcej elementów optycznych niż pojedyncza soczewka czy zwierciadło), który pozwala obserwować przedmioty zbyt małe, aby widzieć ich szczegóły gołym okiem. Zarówno okular, jak i obiektyw mają swój udział w powiększeniu przedmiotu. Powiększenie mikroskopu optycznego z obrazem w nieskończoności można obliczyć, korzystając z równania
  $$p_{\text{cał}}=-\frac{16\mathrm{cm}\cdot 25\mathrm{cm}}{f^{\text{ob}}{f}^{\text{ok}}}\text{.}$$
  $16\mathrm{cm}$ to standardowa odległość pomiędzy ogniskiem obiektywu (od strony obrazu) i ogniskiem okularu (od strony przedmiotu), $25\mathrm{cm}$ jest punktem bliży oka obserwatora, a $f^{\text{ob}}$ i $f^{\text{ok}}$ są ogniskowymi obiektywu i okularu.
• Prosty teleskop można wykonać z dwóch soczewek. Teleskop służy do oglądania obiektów zbyt odległych, aby ich szczegóły były widoczne gołym okiem.
• Powiększenie kątowe $p_{\text{k}}$ teleskopu można obliczyć z zależności
  $$p_{\text{k}}=-\frac{f^{\text{ob}}}{f^{\text{ok}}}\text{,}$$
  gdzie $f^{\text{ob}}$ i $f^{\text{ok}}$ to ogniskowe obiektywu i okularu.