Věda a technika v pozadí
Vodní čočka
Historie
První zmínka o použití vodní čočky pochází z roku 63 z díla římského učence Senecy. Ten znal zvětšující účinky skleněných nádob naplněných vodou. První skutečně zvětšující skla se objevila nejspíš v 11. století v Káhiře v dílně slavného arabského optika Alhazena. Sloužila ke čtení Koránu. Jeho ploskovypuklé zvětšovací sklo se pokládalo přímo na stránku knihy. Nezávisle na Alhazenovi objevil zvětšovací sklo Roger Bacon. Bylo používáno podobně jako Alhazenovo sklo, ke čtení Bible. K výrobě lup se používal křemen nebo beryl. Postupně se tato čtenářská pomůcka oddálila od papíru a vzniky brýle (beryl – brille – brýle).
Senecův nápad byl v posledních letech znovu použit Joshuou Silverem do brýlí pro chudé. Brýle tvoří dvě plastové vrstvy mezi které se vtlačuje určitá vrstva silikonového oleje. Brýle se tak mohou přizpůsobit jakémukoli uživateli (zdroj: www.bigthink.com).
Vodní čočku můžeme najít v přírodě. Po dešti zůstávají na listech kapky vody. Pokud budeme skrz kapku pozorovat předmět ve vzdálenosti několika desítek centimetrů, tak v kapce můžeme pozorovat obraz předmětu. S pomocí vodní čočky můžeme tvořit telefonem makrofotografie, za slunečného počasí zapalovat oheň nebo dokonce vařit jídlo.
Teorie
Povrch čočky tvoří v nejjednodušším případě dvě kulové plochy. Vodní čočka našeho exponátu je uprostřed tlustší než u okrajů a soustřeďuje paprsky rovnoběžné s optickou osou do ohniska F, a proto se označuje jako spojka.
Princip spojné čočky.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
Mezi základní charakteristiky každé čočky patří poloměry křivosti r1, r2 a středy křivosti S1, S2. Středem čočky jde optická osa, která spojuje oba středy křivosti. Polovina poloměru křivosti se nazývá ohnisková vzdálenost čočky f. Převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti čočky je její optická mohutnost
Jednotkou optické mohutnosti φ je dioptrie. Optická mohutnost spojky se udává kladným číslem.
Vlastnosti obrazu vytvořeného spojkou závisí na poloze zobrazovaného předmětu vůči čočce. Obraz může být skutečný (dá se zobrazit na stínítku) nebo zdánlivý (dá se pozorovat přímo okem), zmenšený nebo zvětšený, převrácený nebo přímý. Obraz se dá zkonstruovat i geometricky za použití dvou paprsků (viz obrázek).
