ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΦΑΚΟΙ

ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΚΑΙ ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΦΑΚΟΙ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

  Οι φακοί έχουν ταξινομηθεί από την καμπυλότητα των δύο οπτικών επιφανειών.Όπως είπαμε ο φακός διακρίνεται σε δύο κατηγορίες.Στους συγκλίνοντες η συγκεντρωτικούς  και στους αποκλίνοντες ή αποκεντρωτικούς φακούς.

Σε έναν συγκλίνοντα φακό  τοποθετούμε κάθετα τις ηλιακές
ακτίνες. Παρατηρούμε πως οι ακτίνες που περνούν από το φακό συγκεντρώνονται σ' ένα σημείο

  Οι συγκλίνοντες φακοί είναι λεπτότεροι στα άκρα και παχύτεροι στο μέσο και μετατρέπουν μια δέσμη παράλληλων ακτίνων σε συγκλίνουσα.
  Οι αποκλίνοντες φακοί είναι παχύτεροι στα άκρα και λεπτότεροι στο μέσο και μετατρέπουν μία παράλληλη δέσμη σε αποκλίνουσα.

ΣΥΓΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΦΑΚΟΙ

 Σε έναν συγκλίνοντα φακό  τοποθετούμε κάθετα τις ηλιακές ακτίνες.Παρατηρούμε πως οι ακτίνες που περνούν από το φακό συγκεντρώνονται σ' ένα σημείο που λέγεται κύρια εστία του φακού.
  Στην κυρία εστία του φακού, εξαιτίας του ότι συγκεντρώνονται άπειρες ηλιακές ακτίνες.Αν εστιάσουμε ένα αντικείμενο  σ' ένα φακό που τον διαπερνούν ηλιακές ακτίνες,π.χ. ένα κομμάτι χαρτί ή ένα κομμάτι ύφασμα,τότε θα παρατηρήσουμε πως μετά από λίγη ώρα θ' αρχίσει να καίγεται. 
 Η απόσταση μεταξύ του φακού και της εστίας λέγεται εστιακή απόσταση.

Συγκλίνοντας φακός

   Αν οι ακτίνες περάσουν το φακό από τη μια ή από την άλλη πλευρά,δεν έχει σημασία.Παρουσιάζεται ακριβώς το ίδιο φαινόμενο.Παρατηρούμε δηλαδή πως ένας αμφίκυρτος φακός έχει δύο εστίες που είναι συμμετρικές,δηλαδή απέχουν την ίδια απόσταση από το φακό.

 Αν τοποθετήσουμε μπροστά σ' έναν συγκλίνοντα φακό και σε απόσταση μεγαλύτερη από την εστιακή του ένα αναμμένο κερί, θα παρατηρήσουμε ότι στην αντίθετη πλευρά του φακού και σε σημείο πιο πέρα από την κύρια εστία του σχηματίζεται σ' ένα παραπέτασμα,που θα έχουμε τοποθετήσει,η εικόνα του κεριού αλλά ανεστραμμένη.Έχουμε,δηλαδή,στην περίπτωση αυτή,ένα είδωλο πραγματικό και ανεστραμμένο.Αν τώρα κινούμε το φακό έτσι ώστε το κερί να πλησιάζει το φακό, θα παρατηρήσουμε πως το είδωλο απομακρύνεται και γίνεται μεγαλύτερο.Αν,αντίθετα,το αντικείμενο απομακρύνεται από την εστία του φακού,το είδωλο πλησιάζει την κύρια εστία του φακού και μικραίνει.

Αν τοποθετήσουμε μπροστά σ' έναν συγκλίνοντα φακό και σε απόσταση μεγαλύτερη από την εστιακή του ένα αναμμένο κερί, θα παρατηρήσουμε ότι στην αντίθετη πλευρά του φακού και σε σημείο πιο πέρα από την κύρια εστία του σχηματίζεται σ' ένα παραπέτασμα, που θα έχουμε τοποθετήσει,η εικόνα του κεριού αλλά ανεστραμμένη

  Αν τώρα πίσω από έναν συγκλίνοντα φακό τοποθετήσουμε ένα αντικείμενο,π.χ. ένα μικρό έντομο και σε απόσταση μικρότερη από την εστιακή (το τοποθετούμε δηλαδή μεταξύ φακού και εστίας),τότε θα παρατηρήσουμε πως σχηματίζεται ένα είδωλο στην ίδια πλευρά του φακού που είναι τοποθετημένο το αντικείμενο,αλλά το είδωλο θα είναι πολύ μεγαλύτερο σε διαστάσεις από το αντικείμενο.Τότε έχουμε ένα είδωλο φανταστικό,όρθιο και μεγαλύτερο από το αντικείμενο.

 Από τα παραπάνω μπορούμε να βγάλουμε τα εξής συμπεράσματα για τους συγκεντρωτικούς φακούς.
α) Έχουν δύο κύριες εστίες,μία από κάθε πλευρά τους και σε ίση απόσταση από αυτούς.

β) Ένα αντικείμενο που τοποθετείται πιο πέρα από την κύρια εστία τους δίνει στην αντίθετη πλευρά το είδωλο πραγματικό και ανεστραμμένο.

γ) Ένα αντικείμενο που τοποθετείται ανάμεσα στην κύρια εστία και στο φακό δίνει στην ίδια πλευρά το είδωλο του αντικειμένου φανταστικό,όρθιο και πάντοτε μεγαλύτερο.

ΑΠΟΚΛΙΝΟΝΤΕΣ ΦΑΚΟΙ

  Αν τοποθετήσουμε έναν αμφίκοιλο φακό κάθετα στις ηλιακές ακτίνες,θα παρατηρήσουμε πως οι ακτίνες που περνούν το φακό δε συγκεντρώνονται σ' ένα σημείο,δηλαδή δε συγκλίνουν,όπως στην περίπτωση των συγκεντρωτικών φακών αλλά αντίθετα,απομακρύνονται η μία από την άλλη,δηλαδή αποκλίνουν.

  Αν θεωρήσουμε δύο παράλληλες ακτίνες,που περνούν το φακό και αποκλίνουν,θα παρατηρήσουμε πως οι προεκτάσεις τους από την αντίθετη πλευρά συγκλίνουν σ' ένα σημείο στο οποίο είναι η κύρια εστία του φακού. 
   Το συμμετρικό του σημείο είναι και η άλλη κύρια εστία του φακού με τη διαφορά ότι οι κυρίες αυτές εστίες είναι φανταστικές και όχι πραγματικές,όπως στους αμφίκυρτους φακούς.

Αποκλίνοντας φακός

  Αν πίσω από έναν αμφίκοιλο φακό τοποθετήσουμε σε οποιαδήποτε απόσταση από αυτόν ένα μικρό αντικείμενο, θα παρατηρήσουμε πως θα σχηματιστεί στην ίδια πλευρά ένα είδωλο του αντικειμένου φανταστικό,όρθιο και πάντοτε μικρότερο. 

Οι παρατηρήσεις αυτές μας οδηγούν στα συμπεράσματα:
α) Οι αμφίκοιλοι φακοί έχουν δύο κύριες εστίες φανταστικές,μία από κάθε πλευρά και σε ίση απόσταση από αυτούς.
β) Ένα αντικείμενο,όταν τοποθετηθεί πίσω από αμφίκοιλο φακό,δίνει πάντοτε στην ίδια πλευρά του το είδωλο όρθιο,φανταστικό και μικρότερο του αντικειμένου.

Η μυωπία διορθώνεται με αποκλίνοντες φακούς

  Πολλές είναι οι εφαρμογές των φακών,αλλά οι σπουδαιότερες είναι τα γυαλιά.Το μάτι του ανθρώπου είναι ένας κρυσταλλώδης αμφίκυρτος φακός,που έχει την ικανότητα να συγκεντρώνει τις φωτεινές ακτίνες και να σχηματίζει φωτεινό είδωλα πάνω στον αμφιβληστροειδή χιτώνα,ανεξάρτητα αν το αντικείμενο βρίσκεται κοντά ή μακριά.Αν τώρα ο φακός του ματιού,εξαιτίας μιας αρρώστιας,χαλάσει,τότε τοποθετούμε έξω από το μάτι ένα φακό,που βοηθάει να σχηματίζεται το είδωλο πάντα πάνω στον αμφιβληστροειδή και όχι μπροστά ή πίσω από αυτόν.

Η  πρεσβυωπία διορθώνεται   με συγκλίνοντες φακούς

 Η μυωπία διορθώνεται με αποκλίνοντες φακούς,ενώ η πρεσβυωπία με συγκλίνοντες φακούς.Επίσης άλλη εφαρμογή των φακών είναι το μικροσκόπιο.Σ' αυτό διάφορα συστήματα φακών μας βοηθούν να πετυχαίνουμε πολλές μεγάλες μεγεθύνσεις.Το μικροσκόπιο χρησιμοποιείται για τη μελέτη μικροοργανισμών.Το τηλεσκόπιο είναι μια άλλη εφαρμογή των φακών και μας βοηθά να μελετούμε τα ουράνια σώματα ή αντικείμενα,που είναι τοποθετημένα πολύ μακριά από εμάς,και που με το γυμνό μάτι θα ήταν αδύνατο να τα παρατηρήσουμε.Επίσης με τη βοήθεια των φακών στις φωτογραφικές μηχανές κατορθώνουμε να έχουμε πιστά αντίγραφα των διάφορων αντικειμένων στις φωτογραφίες.Άλλη εφαρμογή είναι ο κινηματογραφικός προβολέας.