Konvergující čočka je optický systém, který je jako zploštělá koule, jejíž okraje jsou tenčí než optický střed. Aby bylo možné správně sestavit obraz v konvergující čočce, musíte vzít v úvahu několik důležité body kdo bude hrát klíčová role jak v konstrukci, tak ve výsledném obrazu objektu. Mnoho moderní zařízení pracovat na těchto jednoduché principy, využívající vlastnosti konvergující čočky a geometrie konstrukce obrazu předmětu.
Toto slovo se objevilo ve 20. století a pochází z latiny. Určené sklo s konvexním nebo konkávním středem. Po krátké době se začala aktivně využívat ve fyzice a rozšířila se pomocí vědy a přístrojů, které byly na jejím základě vyrobeny. Schéma sběrné čočky je soustava dvou na okrajích zploštělých polokoulí, které jsou navzájem spojeny plochou stranou a mají stejný střed.
Ohnisko spojné čočky je bod, kde se protínají všechny procházející paprsky světla. Tento bod je při konstrukci velmi důležitý.
Ohnisková vzdálenost sběrné čočky- to není nic jiného než segment od akceptovaného středu čočky k ohnisku.
V závislosti na tom, kde přesně bude objekt, který má být postaven, umístěn na optické ose, můžete získat několik typických možností. První věc, kterou je třeba zvážit, je, když je objekt přímo zaostřený. V tomto případě jednoduše nebude možné vytvořit obraz, protože paprsky budou probíhat paralelně k sobě navzájem. Proto je nemožné získat řešení. Jedná se o jakousi anomálii v konstrukci obrazu předmětu, která je odůvodněna geometrií.
Konstrukce obrazu tenkou spojnou čočkou není obtížné, pokud používáte správný přístup a algoritmus, díky kterému můžete získat obraz jakéhokoli objektu. Pro sestavení obrazu předmětu stačí dva hlavní body, pomocí kterých nebude obtížné promítnout obraz získaný lomem světla ve sběrné čočce. Za zmínku stojí hlavní body během výstavby, bez kterých to nebude možné:
- Za paprsek je považována čára procházející středem čočky, která při průchodu čočkou velmi nepatrně mění svůj směr.
- Čára vedená rovnoběžně s její hlavní optickou osou, která po lomu v čočce prochází zaostření konvergující čočky
Vezměte prosím na vědomí, že informace o způsobu výpočtu vzorce optické čočky jsou k dispozici na této adrese: .
Vytvoření obrazu na fotografii se sbíhavým objektivem
Níže jsou fotografie na téma článku „Konstrukce obrazu v konvergující čočce“. Pro otevření fotogalerie stačí kliknout na náhled obrázku.
URČENÍ FOKÁLNÍ DÉLKY
SBĚRACÍ A POTÁPĚCÍ OBJEKTIV
Elementární teorie tenké čočky vede k jednoduchým vztahům mezi ohniskovou vzdáleností tenké čočky na jedné straně a vzdáleností čočky od objektu a jeho obrazu na straně druhé.
Vztah mezi rozměry předmětu, jeho obrazem daným čočkou a jejich vzdálenostmi od čočky se ukazuje být jednoduchý. Stanovení výše uvedených veličin experimentálně, není těžké z uvedených vztahů vypočítat ohnisková vzdálenost tenký objektiv s přesností pro většinu případů zcela dostačující.
Cvičení 1
Určení ohniskové vzdálenosti sběrné čočky
Na vodorovné optické lavici je možné posouvat následující zařízení: matný obrazovka s měřítkem, objektiv , položka (výstřih ve tvaru písmene F), osvětlovač . Všechna tato zařízení jsou instalována tak, že jejich středy leží ve stejné výšce, roviny obrazovek jsou kolmé na délku optické lavice a osa čočky je s ní rovnoběžná. Vzdálenosti mezi zařízeními se měří podél levého okraje sklíčka na stupnici pravítka umístěného podél lavice.
Ohnisková vzdálenost sběrné čočky se určuje následujícím způsobem.
Metoda 1. Určení ohniskové vzdálenosti podle vzdálenosti objektu
a jeho snímky z objektivu.
Pokud je označeno písmeny A A b vzdálenost objektu a jeho obrazu od čočky, pak bude ohnisková vzdálenost objektivu vyjádřena vzorcem
nebo ; (1)(tento vzorec je platný pouze tehdy, když je tloušťka čočky malá ve srovnání s A A b).
Měření . Po umístění obrazovky do dostatečně velké vzdálenosti od objektu umístěte mezi ně objektiv a pohybujte s ním, dokud nezískáte jasný obraz objektu na obrazovce (písm. F). Po spočítání polohy čočky, obrazovky a předmětu pomocí pravítka umístěného podél lavice přesuňte jezdec s obrazovkou do jiné polohy a znovu spočítejte odpovídající polohu čočky a všech zařízení na lavici.
Vzhledem k nepřesnosti vizuálního posouzení ostrosti obrazu se doporučuje opakovat měření alespoň pětkrát. Kromě toho v tato metoda Je užitečné provádět některá měření se zvětšeným a některá se zmenšeným obrazem objektu. Z každého jednotlivého měření vypočítejte pomocí vzorce (1) ohniskovou vzdálenost a ze získaných výsledků zjistěte její aritmetický průměr.
Metoda 2. Určení ohniskové vzdálenosti podle velikosti předmětu a
jeho obrazem a vzdáleností od čočky.
Označme velikost objektu pomocí l. Velikost jeho obrazu skrz L a jejich vzdálenost od čočky (respektive) skrz A A b. Tyto veličiny spolu souvisí známým vztahem
.Určování odtud b(vzdálenost objektu od čočky) a jeho dosazením do vzorce (1), je snadné získat výraz pro F prostřednictvím těchto tří množství:
. (2)Měření. Umístěte čočku mezi stínítko a předmět tak, aby se na obrazovce pomocí měřítka objevil značně zvětšený a jasný obraz předmětu, a změřte polohu čočky a stínítka. Pomocí pravítka změřte velikost obrázku na obrazovce. Rozměry položky" l» v mm jsou uvedeny na obr. 1.
Po změření vzdálenosti od obrazu k čočce zjistěte ohniskovou vzdálenost k čočce pomocí vzorce (2).
Změnou vzdálenosti od objektu k obrazovce experiment několikrát zopakujte.
Metoda 3. Určení ohniskové vzdálenosti podle velikosti pohybu objektivu
Pokud vzdálenost od objektu k obrázku, kterou označujeme A, více 4 F, pak budou vždy dvě polohy čočky, při kterých je na stínítku získán jasný obraz předmětu: v jednom případě zmenšený, ve druhém zvětšený (obr. 2).
Je snadné vidět, že v tomto případě budou obě polohy čočky symetrické vzhledem ke středu vzdálenosti mezi objektem a obrázkem. Pomocí rovnice (1) můžeme totiž psát pro první polohu čočky (obr. 2).
;
pro druhou pozici
.
Zjistíme, že když vyrovnáme pravé strany těchto rovnic
.Dosazením tohoto výrazu za x do ( A - E - X ) , to snadno zjistíme
;
to znamená, že skutečně obě polohy čočky jsou ve stejných vzdálenostech od objektu a obrazu a jsou proto symetrické kolem středu vzdálenosti mezi objektem a obrazem.
Chcete-li získat výraz pro ohniskovou vzdálenost, zvažte jednu z poloh objektivu, například první. Pro něj je vzdálenost od objektu k objektivu
.A vzdálenost od objektivu k obrazu
.Dosazením těchto veličin do vzorce (1) zjistíme
. (3)
Tato metoda je zásadně nejobecnější a vhodná pro tlusté i tenké čočky. Ve skutečnosti, když v předchozích případech byly veličiny použity pro výpočty A A b, pak znamenalo segmenty měřené ke středu čočky. Ve skutečnosti by tyto veličiny měly být měřeny z odpovídajících hlavních rovin čočky. U popsané metody je tato chyba eliminována tím, že neměří vzdálenost od čočky, ale pouze velikost jejího pohybu.
Měření. Instalací obrazovky na větší vzdálenost 4 F od předmětu (přibližná hodnota F převzato z předchozích experimentů), umístěte mezi ně čočku a jejím pohybem docílíte jasného obrazu předmětu na obrazovce, například zvětšeného. Po spočítání odpovídající polohy čočky na stupnici ji posuňte na stranu a znovu ji nainstalujte. Tato měření se provádějí pětkrát.
Pohybem čočky dosáhnou druhého jasného obrazu předmětu - menšího - a opět počítají polohu čočky na stupnici. Měření se opakují pětkrát.
Měření vzdálenosti A mezi obrazovkou a objektem a také průměrnou hodnotu pohybů E, vypočítejte ohniskovou vzdálenost objektivu pomocí vzorce (3).
Cvičení 2
Určení ohniskové vzdálenosti divergenční čočky
Podél optické lavice se umístí rozbíhavá a sběrná čočka namontovaná na diapozitivech, matná obrazovka a osvětlený předmět a instalují se podle stejných pravidel jako ve cvičení 1.
Ohnisková vzdálenost divergenční čočky se měří následujícím způsobem. Je-li na dráze paprsků vycházejících z bodu A a sbíhají se v bodě D po lomu ve sběrné čočce V(obr. 3), umístěte divergenční čočku tak, aby vzdálenost S D byla menší než jeho ohnisková vzdálenost, pak obraz bodu A se vzdaluje od čočky B. Nechť se například přesune do bodu E. Na základě optického principu reciprocity můžeme nyní mentálně uvažovat paprsky světla šířící se z bodu E PROTI opačná strana. Potom bude bod pomyslným obrazem bodu E po průchodu paprsků rozbíhavou čočkou S.
Označení vzdálenosti EU dopis A , D S- přes b a všimnout si toho F A b mají záporná znaménka, získáme podle vzorce (1)
, tj. . (4)Měření. Na optickou lavici je umístěn osvětlený předmět (F), sbíhavá čočka, rozbíhavá čočka, rozbíhavá čočka a matné stínítko (podle obr. 3). Polohy matné clony a divergenční čočky lze volit libovolně, ale vhodnější je umístit je do bodů, jejichž souřadnice jsou násobkem 10.
Takže vzdálenost A je definován jako rozdíl souřadnic bodů E A S(souřadnice bodu S zapsat). Potom, aniž byste se dotkli obrazovky a divergenční čočky, pohybujte spojkou, dokud na obrazovce nezískáte jasný obraz předmětu (přesnost experimentálního výsledku velmi závisí na stupni čistoty obrazu).
Poté se rozptylná čočka odstraní a stínítko se přesune na spojnou čočku a opět se získá jasný obraz předmětu. Nová poloha obrazovky určí souřadnici bodu D .
Je zřejmé, že rozdíl v souřadnicích bodů S A D určí vzdálenost b, což nám umožní vypočítat ohniskovou vzdálenost divergenční čočky pomocí vzorce (4).
Taková měření se provádějí nejméně pětkrát, pokaždé se volí nová poloha obrazovky a divergenční čočky.
Poznámka. Analýza kalkulačního vzorce
snadno dojdeme k závěru, že přesnost určení ohniskové vzdálenosti velmi závisí na tom, jak moc se segmenty liší b A A. Je zřejmé, že kdy A blízko k b Sebemenší chyby v jejich měření mohou výsledek značně zkreslit.Ohnisková vzdálenost objektivu závisí na stupně zakřivení jeho povrch. Čočka s více konvexními povrchy láme paprsky silněji než čočka s méně konvexními povrchy, a proto má kratší ohniskovou vzdálenost.
Chcete-li určit ohniskovou vzdálenost sběrné čočky, musíte ji namířit. sluneční paprsky a po obdržení ostrého obrazu Slunce na stínítku za čočkou změřte vzdálenost od čočky k tomuto obrazu. Vzhledem k tomu, že paprsky díky extrémní vzdálenosti Slunce dopadnou na čočku v téměř rovnoběžném paprsku, bude se tento obraz nacházet téměř v ohnisku čočky.
Fyzické množství, se nazývá převrácená hodnota ohniskové vzdálenosti objektivu optická mohutnost čočky(D):
D= 1
Čím kratší je ohnisková vzdálenost objektivu, tím větší je jeho optická mohutnost, tzn. tím více láme paprsky. Jednotka změna (m-1). Jinak se tato jednotka nazývá dioptrie (dopter).
1 dioptrie je optická mohutnost čočky s ohniskovou vzdáleností 1 m.
U konvergujících a divergentních čoček se optické mohutnosti liší znaménkem.
Sbíhavé čočky mají skutečné ohnisko, takže jejich ohnisková vzdálenost a optická mohutnost jsou považovány za pozitivní (F>0, D>0).
Difuzní čočky mají imaginární ohnisko, proto se jejich ohnisková vzdálenost a optická mohutnost považují za negativní ( F<0, D<0).
Mnoho optických přístrojů se skládá z několika čoček. Optická mohutnost soustavy několika blízko sebe umístěných čoček se rovná součtu optických mohutností všech čoček v této soustavě. Pokud existují dvě čočky s optickými mohutnostmi D 1 a D 2, bude jejich celková optická mohutnost rovna : D= D1 + D2
Sčítají se pouze optické mohutnosti; ohnisková vzdálenost několika čoček se neshoduje se součtem ohniskových vzdáleností jednotlivých čoček.
Pomocí čoček můžete nejen sbírat a rozptylovat světelné paprsky, ale také získávat různé obrázky objektů. Pro konstrukci obrazu v čočkách stačí sestrojit dráhu dvou paprsků: jeden prochází optickým středem čočky bez lomu, druhý je paprsek rovnoběžný s hlavní optickou osou.
1. Objekt je mezi objektivem a ohniskem:
Obraz je zvětšený, virtuální, přímý. Takové obrázky se získávají pomocí lupy
2. Objekt je mezi ohniskem a dvojité zaměření
Obraz je skutečný, zvětšený, převrácený. Takové obrazy se získávají v promítacích zařízeních.
3. Položka za dvojitým zaostřením
Objektiv vytváří zmenšený, převrácený, skutečný obraz. Tento obrázek se používá ve fotoaparátu.
Divergenční čočka v libovolném místě objektu poskytuje zmenšený, virtuální, přímý obraz. Tvoří rozbíhavý paprsek světla
Lidské oko má téměř kulový tvar.
Je obklopena hustou membránou zvanou skléra. Přední část skléry je průhledná a nazývá se rohovka. Za rohovkou je duhovka, která může být zbarvena různě od člověka k člověku. Mezi rohovkou a duhovkou je vodnatá tekutina.
V duhovce - zornici je otvor, jehož průměr se může měnit v závislosti na osvětlení. Za zornicí se nachází průhledné tělo - čočka, která vypadá jako bikonvexní čočka. Čočka je připevněna svaly ke skléře.
Za čočkou je sklivec. Je průhledný a vyplňuje zbytek oka. Zadní strana skléry je fundus oka a je pokryta sítnicí.
Sítnice se skládá z nejjemnějších vláken, která pokrývají oční pozadí. Jsou to rozvětvená zakončení zrakového nervu.
Světlo dopadající na oko se láme na přední ploše oka, v rohovce, čočce a sklivci, díky čemuž se na sítnici vytvoří skutečný, zmenšený, převrácený obraz daného předmětu.
Světlo dopadající na zakončení zrakového nervu, které tvoří sítnici, tato zakončení dráždí. Podráždění se přenáší podél nervových vláken do mozku a člověk dostává vizuální vjem okolního světa. Proces vidění je korigován mozkem, takže objekt vnímáme jako rovný.
Zakřivení čočky se může změnit. Když se díváme na vzdálené předměty, zakřivení čočky není velké, protože svaly, které ji obklopují, jsou uvolněné. Při pohledu na blízké předměty svaly stlačují čočku, její zakřivení se zvyšuje.
Vzdálenost nejlepšího vidění pro normální oko je 25 cm Zrak oběma očima zvětšuje zorné pole a také nám umožňuje rozlišit, který předmět je blíže a který je od nás dále. Faktem je, že sítnice levého a pravého oka od sebe vytvářejí různé obrazy. Čím blíže je objekt, tím je tento rozdíl znatelnější a vytváří dojem rozdílu ve vzdálenostech. Díky vidění dvěma očima vidíme předmět objemově.
U člověka s dobrým, normálním zrakem sbírá oko v uvolněném stavu paralelní paprsky v bodě ležícím na sítnici. Jiná situace je u lidí trpících krátkozrakostí a dalekozrakostí.
Krátkozrakost je vada vidění, při které se paralelní paprsky po lomu v oku neshromažďují na sítnici, ale blíže k čočce. Obrazy vzdálených objektů se proto na sítnici zdají neostré a rozmazané. Pro získání ostrého obrazu na sítnici je třeba předmět přiblížit k oku.
Dalekozrakost je vada vidění, při které se rovnoběžné paprsky po lomu v oku sbíhají pod takovým úhlem, že ohnisko není umístěno na sítnici, ale za ní. Obrazy vzdálených objektů na sítnici se opět ukazují jako neostré a rozmazané. Vzhledem k tomu, že dalekozraké oko není schopno zaostřit ani rovnoběžné paprsky na sítnici, je ještě horší při sběru rozbíhavých paprsků přicházejících z blízkých objektů. Proto mají dalekozrací lidé potíže s viděním do dálky i na blízko.
Ohnisková vzdálenost- fyzikální vlastnosti optické soustavy. U centrovaného optického systému sestávajícího z kulových ploch popisuje schopnost sbírat paprsky v jednom bodě za předpokladu, že tyto paprsky pocházejí z nekonečna v paralelním paprsku rovnoběžném s optickou osou.
U čočkového systému, stejně jako u jednoduché čočky konečné tloušťky, závisí ohnisková vzdálenost na poloměrech zakřivení povrchů, indexech lomu skla a tloušťce.
Definováno jako vzdálenost od předního hlavního bodu k přednímu ohnisku (pro přední ohniskovou vzdálenost) a jako vzdálenost od zadního hlavního bodu k zadnímu ohnisku (pro zadní ohniskovou vzdálenost). Hlavními body se v tomto případě rozumí průsečíky přední (zadní) hlavní roviny s optickou osou.
Zadní ohnisková vzdálenost je hlavním parametrem, který se používá k charakterizaci každého optického systému.
Parabola (neboli paraboloid rotace) soustředí rovnoběžný paprsek paprsků do jednoho bodu
Soustředit se(z lat. soustředit se- "střed") optického (nebo pracujícího s jinými typy záření) systému - bod, ve kterém se protínají ( "soustředit se") zpočátku rovnoběžné paprsky po průchodu sběrným systémem (nebo tam, kde se jejich rozšíření protínají, pokud je systém rozptylován). Množina ohnisek systému určuje jeho ohniskovou plochu. Hlavním ohniskem systému je průsečík jeho hlavní optické osy a ohniskové plochy. Aktuálně místo termínu hlavní zaměření(přední nebo zadní) použité termíny zadní zaměření A přední zaměření.
Optický výkon- veličina charakterizující lomivost osově symetrických čoček a centrovaných optických systémů vyrobených z takových čoček. Optický výkon se měří v dioptriích (v SI): 1 dioptrie = 1 m -1.
Nepřímo úměrné ohniskové vzdálenosti systému:
kde je ohnisková vzdálenost objektivu.
Optický výkon je kladný pro sběrné systémy a záporný pro rozptylové systémy.
Optická mohutnost systému sestávajícího ze dvou čoček ve vzduchu s optickými mohutnostmi a je určena vzorcem:
kde je vzdálenost mezi zadní hlavní rovinou první čočky a přední hlavní rovinou druhé čočky. V případě tenkých čoček se shoduje se vzdáleností mezi čočkami.
Typicky se optická mohutnost používá k charakterizaci čoček používaných v oftalmologii, při označování brýlí a pro zjednodušené geometrické určení dráhy paprsku.
Pro měření optické mohutnosti čoček se používají dioptrimetry, které umožňují měření včetně astigmatických a kontaktních čoček.
18. Vzorec pro konjugované ohniskové vzdálenosti. Konstrukce obrazu pomocí objektivu.
Konjugovaná ohnisková vzdálenost- vzdálenost od zadní hlavní roviny čočky k obrazu předmětu, když předmět není umístěn v nekonečnu, ale v určité vzdálenosti od čočky. Konjugovaná ohnisková vzdálenost je vždy větší než ohnisková vzdálenost čočky a čím větší, tím kratší je vzdálenost od objektu k přední hlavní rovině čočky. Tato závislost je znázorněna v tabulce, ve které jsou vzdálenosti vyjádřeny v množství.
|
Změna konjugované ohniskové vzdálenosti |
|
|
Vzdálenost k objektu R |
Vzdálenost obrazu d |
U čočky jsou tyto vzdálenosti spojeny vztahem, který vyplývá přímo ze vzorce pro čočku:
nebo pokud jsou d a R vyjádřeny jako ohnisková vzdálenost:
b) Konstrukce obrazu v čočkách.
Pro konstrukci dráhy paprsku v čočce platí stejné zákony jako pro konkávní zrcadlo. Paprsek, rovnoběžně s osou, prochází ohniskem a naopak. Centrální paprsek (paprsek procházející optickým středem čočky) prochází čočkou bez odchylky; v tlustém
čočky, pohybuje se mírně rovnoběžně se sebou (jako u planparalelní desky, viz obr. 214). Z reverzibility dráhy paprsku vyplývá, že každá čočka má dvě ohniska, která jsou umístěna ve stejné vzdálenosti od čočky (to druhé platí pouze pro tenké čočky). Pro tenké sběrné čočky a centrální paprsky platí následující: zákony konstrukce obrazu:
G > 2F; reverzní obraz, zmenšený obraz, skutečný obraz, b > F(obr. 221).
G = 2F; obraz inverzní, stejný, skutečný, b = F.
F < G < 2F; obrácený obrázek, zvětšený, skutečný, b > 2F.
G < F; přímý, zvětšený, virtuální obraz - b > F.
Na G < F paprsky se rozcházejí, protínají, jak pokračují a dávají imaginaci
obraz. Čočka funguje jako lupa (lupa).
Obrazy v divergenčních čočkách jsou vždy virtuální, přímé a zmenšené (obr. 223).
Objektivy jsou průhledná tělesa ohraničená z obou stran kulovými plochami.Čočky se dodávají ve dvou typech: konvexní (konvergující) nebo konkávní (difuzní). Konvexní čočka má střed tlustší než její okraje, zatímco konkávní čočka má střed tenčí než její okraje.
Osa procházející středem čočky, kolmá k čočce, se nazývá hlavní optická osa. 
Paprsky probíhající rovnoběžně s hlavní optickou osou se při průchodu čočkou lámou a jsou shromažďovány v jednom bodě, který se nazývá ohnisko čočky nebo jednoduše ohnisko čočky (pro konvergující čočku). V případě rozbíhavé čočky jsou paprsky probíhající rovnoběžně s hlavní optickou osou rozptýleny a rozbíhají se od osy, ale prodloužení těchto paprsků se protínají v jednom bodě, který se nazývá zdánlivý ohniskový bod. 
OF je ohnisková vzdálenost objektivu (OF=F je jednoduše označena písmenem F).
Optická mohutnost čočky je převrácenou hodnotou její ohniskové vzdálenosti. , měřeno v dioptriích [dopters].
Pokud je například ohnisková vzdálenost objektivu 20 cm (F=20cm=0,2m), jeho optická mohutnost je D=1/F=1/0,2=5 dioptrií
Chcete-li vytvořit obrázek pomocí čočky, použijte následující pravidla:
- paprsek procházející středem čočky se neláme;
- paprsek probíhající rovnoběžně s hlavní optickou osou se bude lámat a procházet ohniskem;
- paprsek procházející ohniskem po lomu půjde rovnoběžně s hlavní optickou osou; 
Uvažujme klasické případy: a) objekt AB je za dvojitým ohniskem d>2F. 
obraz: skutečný, zmenšený, převrácený.
obraz: virtuální, zmenšený, přímý.
B) objekt AB je mezi zaostřením a dvojitým zaostřením F 
obraz: skutečný, zvětšený, převrácený.
B) objekt AB je mezi objektivem a ohniskem d 
obraz: virtuální, zvětšený, přímý.
obraz: virtuální, zmenšený, přímý.
D) objekt AB je na dvojitém ohnisku d=F 
obraz: skutečný, rovný, převrácený.
kde F je ohnisková vzdálenost čočky, d je vzdálenost od objektu k čočce, f je vzdálenost od čočky k obrazu.
G - zvětšení čočky, h - výška objektu, H - výška obrazu.
Úkol OGE ve fyzice: Pomocí konvergující čočky se získá virtuální obraz předmětu. Objekt je umístěn ve vzdálenosti vzhledem k čočce
1) menší ohnisková vzdálenost
2) rovná ohniskové vzdálenosti
3) delší než dvojnásobná ohnisková vzdálenost
4) delší ohnisková vzdálenost a kratší dvojnásobná ohnisková vzdálenost
Řešení: Virtuální obraz předmětu pomocí spojné čočky lze získat pouze v případě, kdy se předmět vzhledem k čočce nachází ve vzdálenosti menší, než je ohnisková vzdálenost. (viz obrázek výše)
Odpovědět: 1
Úkol OGE z fyziky: Na obrázku je znázorněna dráha paprsku dopadajícího na tenkou čočku s ohniskovou vzdáleností F. Tečkovaná čára odpovídá dráze paprsku procházejícího čočkou 
Řešení: Paprsek 1 prochází ohniskem, což znamená, že než prošel rovnoběžně s hlavní optickou osou, paprsek 3 je rovnoběžný s hlavní optickou osou, to znamená, že předtím prošel ohniskem čočky (vlevo od čočky) , paprsek 2 je mezi nimi.
Odpovědět: 2
Úkol OGE z fyziky: Objekt se nachází od spojky ve vzdálenosti rovné F. Jaký bude obraz objektu?
1) přímý, skutečný
2) přímý, imaginární
3) převrácený, skutečný
4) nebude žádný obrázek
Řešení: paprsek procházející ohniskem a dopadající na čočku je rovnoběžný s hlavní optickou osou, není možné získat snímky objektu umístěného v ohnisku.
Odpovědět: 4
Úkol OGE z fyziky: Student provádí experimenty se dvěma čočkami a nasměruje na ně paralelní paprsek světla. Dráha paprsků v těchto experimentech je znázorněna na obrázcích. Podle výsledků těchto experimentů je ohnisková vzdálenost objektivu L2 
1) větší než je ohnisková vzdálenost objektivu L 1
2) menší než je ohnisková vzdálenost objektivu L 1
3) rovná ohniskové vzdálenosti objektivu L1
4) nelze korelovat s ohniskovou vzdáleností objektivu L 1
Řešení: po průchodu čočkou L 2 jdou paprsky rovnoběžně, proto se ohniska obou čoček shodují, obrázek ukazuje, že ohnisková vzdálenost čočky L2 je menší než ohnisková vzdálenost čočky L 1
Odpovědět: 2
Úkol OGE z fyziky: Obrázek ukazuje objekt S a jeho obraz S′, získaný pomocí 
1) tenká spojná čočka, která se nachází mezi objektem a jeho obrazem
2) tenká divergenční čočka, která je umístěna vlevo od obrázku
3) tenká spojná čočka, která je umístěna vpravo od objektu
4) tenká divergenční čočka, která se nachází mezi objektem a jeho obrazem
Řešení: Spojením objektu S a jeho obrazu S′ zjistíme, kde je střed čočky, protože obraz S′ je výše než objekt S, čímž se obraz zvětší. Spojovací čočka vytváří zvětšený obraz S′. (viz výše teoreticky)
Odpovědět: 3
Úkol OGE z fyziky: Objekt se nachází od spojky ve vzdálenosti menší než 2F a větší než F. Jaké budou rozměry obrazu v porovnání s rozměry předmětu?
1) menší
2) totéž
3) velký
4) nebude žádný obrázek
Řešení: Viz bod b výše) objekt AB je mezi ohniskem a dvojitým ohniskem.
Odpovědět: 3
Úkol OGE z fyziky: Po průchodu optickým zařízením, zakrytým na obrázku stínítkem, se dráha paprsků 1 a 2 změnila na 1" a 2". Za obrazovkou je 
1) sběrná čočka
2) divergenční čočka
3) ploché zrcadlo
4) planparalelní skleněná deska
Řešení: Paprsky se po průchodu optickým zařízením rozcházejí, a to je možné až po průchodu paprsků rozbíhavou čočkou.
Odpovědět: 2
Úkol OGE z fyziky: Obrázek ukazuje optickou osu OO 1 tenké čočky, předmět A a jeho obraz A 1 a také dráhu dvou paprsků podílejících se na vzniku obrazu. 
Podle obrázku je ohnisko objektivu v bodě
1) 1 a čočka je konvergující
2) 2 a čočka se sbíhá
3) 1 a čočka je divergentní
4) 2 a čočka je divergentní
Řešení: paprsek putující rovnoběžně s hlavní optickou osou se po průchodu čočkou láme a prochází ohniskem. Obrázek ukazuje, že se jedná o bod 2 a spojnou čočku.
Odpovědět: 2
Úkol OGE z fyziky: Student zkoumal povahu obrazu předmětu ve dvou skleněných čočkách: optickou mohutnost jedné čočky D 1 = –5 dioptrií, druhé D 2 = 8 dioptrií – a učinil určité závěry. Z níže uvedených závěrů vyberte dva správné a zapište si jejich čísla.
1) Obě čočky se sbíhají.
2) Poloměr zakřivení kulové plochy první čočky se rovná poloměru zakřivení kulové plochy druhé čočky.
3) Ohnisková vzdálenost první čočky je v absolutní hodnotě větší než druhé čočky.
4) Obraz předmětu vytvořený oběma čočkami je vždy přímý.
5) Obraz předmětu vytvořený první čočkou je vždy virtuální obraz a obraz vytvořený druhou čočkou je virtuální pouze tehdy, když je předmět mezi čočkou a ohniskem.
Řešení: Znaménko mínus ukazuje, že první čočka je divergentní a druhá se sbíhá, proto je obraz předmětu vytvořený první čočkou vždy imaginárním obrazem a obraz vytvořený druhou čočkou je imaginární pouze tehdy, když je předmět umístěn mezi objektivem a ohniskem. Ohnisková vzdálenost první čočky je větší než ohnisková vzdálenost druhé čočky. Ze vzorce pro optickou mohutnost čočky F = 1/D pak F 1 = 0,2 m F 2 = 0,125 m.
Odpovědět: 35
Úkol OGE z fyziky: Ve kterém bodě se bude nacházet obraz bodového zdroje S vytvořený sběrnou čočkou s ohniskovou vzdáleností F? 
1)
1
2)
2
3)
3
4)
4
Řešení: 
Odpovědět: 1
Úkol OGE z fyziky: Může bikonvexní čočka rozptýlit paprsek rovnoběžných paprsků? Vysvětli svoji odpověď.
Řešení: Možná, pokud je index lomu prostředí větší než index lomu čočky.
Úkol OGE z fyziky: Obrázek ukazuje tenkou divergenční čočku a tři objekty: A, B a C, umístěné na optické ose čočky. Obraz kterého předmětu(ů) v objektivu, jehož ohnisková vzdálenost F bude zmenšená, přímý a virtuální? 
1) pouze A
2) pouze B
3) pouze B
4) všechny tři položky
Řešení: Tenká divergenční čočka vždy poskytuje zmenšený, přímý a virtuální obraz bez ohledu na umístění objektu.
Odpovědět: 4
Úkol OGE ve fyzice (fipi): Objekt umístěný mezi ohniskovou vzdáleností a dvojnásobnou ohniskovou vzdáleností čočky se posune blíže k dvojnásobné ohniskové vzdálenosti čočky. Stanovte soulad mezi fyzikálními veličinami a jejich možnými změnami, když se objekt přiblíží k dvojitému ohnisku čočky.
Pro každou veličinu určete odpovídající povahu změny:
1) zvyšuje
2) klesá
3) se nemění
Vybraná čísla zapište do tabulky pod odpovídající písmena. Čísla v odpovědi se mohou opakovat.
Řešení: Pokud je objekt mezi ohniskem a dvojitým ohniskem, pak se jeho obraz zvětší a je za dvojitým ohniskem, když se přiblíží k dvojitému ohnisku, rozměry se zmenší a obraz se přiblíží k objektivu, protože pokud je tělo v dvojnásobnou ohniskovou vzdálenost, pak se obraz rovná sám sobě a nachází se na duálním ohnisku.
Odpovědět: 22
Zadání pro demo verzi OGE 2019: Obrázek ukazuje tři objekty: A, B a C. Obraz kterého předmětu(ů) v tenké spojce, jejíž ohnisková vzdálenost F, bude zmenšený, převrácený a skutečný? 
1) pouze A
2) pouze B
3) pouze B
4) všechny tři položky
Řešení: Obraz bude zmenšený, převrácený a skutečný, pokud je objekt za dvojitým ohniskem d>2F (viz teorie výše). Objekt A je za dvojitým ohniskem.
