Optické sústavy a optické zobrazovanie

Keď zväzok rozbiehavých lúčov dopadne priamo do oka, hovoríme o priamom videní. Pod optickou sústavou rozumieme všeobecne sústavu optických prostredí a ich rozhraní, ktoré menia smer chodu lúčov. Postup, ktorým získavame optické obrazy bodov, nazývame optické zobrazovanie. Keď lúče tvoria vplyvom optickej sústavy zbiehavý zväzok, vznikne v ich priesečníku skutočný reálny obraz A’. Keď lúče tvoria rozbiehavý zväzok lúčov, potom sa nikde nepretínajú. Vzniká neskutočný virtuálny obraz A’. Zobrazovanie odrazom vzniká najmä na vyleštených rovinných plochách – rovinných zrkadlách. Pre obraz v rovinnom zrkadle platí: obraz utvorený rovinným zrkadlom je vždy neskutočný, priamy, rovnako veľký ako predmet a súmerný s predmetom podľa roviny zrkadla.

Keď svetlo odráža vnútorná plocha gule, vznikne duté guľové zrkadlo, keď vonkajšia plocha, vznikne vypuklé guľové zrkadlo. V oboch prípadoch významným bodom je stred optickej plochy C. Priamka vedená stredom je optická os zrkadla.

Najpresnejšie zobrazovanie vzniká lúčmi v blízkosti optickej osi, tzv. paraxiálnymi lúčmi, ktorými sa bod zobrazí ako bod, priamka ako priamka. Priestor, v ktorom sú paraxiálne lúče, volá sa paraxiálny priestor.

Ohnisko F guľového zrkadla je obrazom predmetového osového bodu, ktorý je veľmi ďaleko od zrkadla, teoreticky v nekonečne. Pri dutom zrkadle je ohnisko skutočné, pri vypuklom neskutočné. Rovina kolmá na optickú os, ktorá prechádza ohniskom, je ohnisková rovina. Vzdialenosť ohniska F od vrcholu V guľového zrkadla je ohnisková vzdialenosť f. Vzdialenosť, kde leží predmet, voláme predmetová vzdialenosť a. Vzdialenosť obrazu od vrcholu voláme obrazová vzdialenosť a’. f=r/2 Ohnisko je teda stredom úsečky CV. Odvodenú rovnicu môžeme vyjadriť v tvare:

1 1 2 1
- + - = - = -
a a’ r f

Voláme to zobrazovacia rovnica guľového zrkadla. Musíme brať do úvahy znamienkovú dohodu. Pre vypuklé zrkadlo f

Úplný odraz svetla sa využíva aj pri odrazových hranoloch.