Lēcas optiskais stiprums raksturo lēcas vai lēcu sistēmas gaismas staru lauztspēju.
Jo lielāks ir lēcas optiskais stiprums, jo spēcīgāk lēca lauž gaismas starus. Praktiski par to var pārliecināties salīdzinot savā starpā divus palielināmos stiklus. Kurš palielināmais stikls vairāk palielina, tas arī spēcīgāk lauž gaismas starus un līdz ar to tā optiskais stiprums ir lielāks.
Lēcas optisko stiprumu apzīmē ar \(D\) un tā mērvienība ir jeb dioptrija. Lēcas optiskais stiprums ir apgriezti proporcionāli lielums lēcas fokusa attālumam un to aprēķina pēc formulas , kur:
\(D\) - lēcas optiskais stiprums, jeb dioptrijas;
\(F\) - lēcas fokusa attālums, \(m\).
Palielinoties lēcas optiskajam stiprumam, lēcas fokusa attālums samazinās. Ja lēcas optiskais stiprums ir \(1\) dioptrija, tad lēcas fokusa attālums ir \(1\) \(m\). Bet, ja lēcas optiskais stiprums ir \(2\) dioptrijas, tad lēcas fokusa attālums ir \(0,5\) \(m\).
Svarīgi!
Savācējlēca gaismas staru kūli savāc vienā punktā, tādēļ savācējlēcas optiskais stiprums ir pozitīvs lielums (\(D > 0\)). Bet izkliedētājlēca izkliedē gaismas staru kūli, tādēļ izkliedētājlēcas optiskais stiprums ir negatīvs lielums (\(D < 0\)).
Lēcas optiskais stiprums ir atkarīgs no lēcas materiāla, ģeometriskiem izmēriem un vides, kurā tā ir ievietota.
1) Dažādiem materiāliem ir dažāds optiskais blīvums. Jo lielāks ir lēcas materiāla optiskais blīvums, jo lielāks ir lēcas optiskais stiprums. Piemēram, dārgākas briļļu lēcas tiek izgatavotas no optiski blīvāka speciāla stikla vai plastikas, un tādēļ briļļu lēcas var izgatavot plānākas nekā tās izgatavojot no vienkārša stikla.
2) Jo lielāks ir lēcas virsmas liekuma rādiuss, jo lielāks ir lēcas optiskais stiprums. Lēcas ar lielāku virsmas liekuma rādiusu parasti ir biezākas. Ikdienā to var novērot salīdzinot dažādas brilles. Jo lielāks ir briļļu optiskais stiprums, jo biezāki ir briļļu stikli.
3) Gaisā un ūdenī lēcas optiskais stiprums atšķiras. Lēcas optisko stiprumu ietekmē tieši lēcas materiāla un vides optisko blīvumu attiecība. Jo optiski blīvākā vidē ievieto lēcu, jo mazāks ir lēcas optiskais stiprums. To eksperimentāli var pārbaudīt ikviens, ievietojot palielināmo stiklu ūdeni un salīdzinot tā palielināšanas spēju gaisā un ūdenī. Ja lēcas un vides optiskais blīvums sakrīt, tad lēca nelauž gaismas starus un tādā gadījumā lēcas optiskais stiprums ir \(0\) dioptrijas.
Svarīgi!
Kopā saliekot vairākas lēcas iegūst optisko sistēmu, kuras kopīgais optiskais stiprums ir vienāds ar atsevišķu lēcu optisko stiprumu summu
Piemēram, cilvēka acs lēcas optiskais stiprums ir apmēram 60 dioptrijas. Ja cilvēkam ir tuvredzība, tad viņa acs optiskais stiprums ir lielāks nekā normāli vajadzētu būt. Tādēļ redzes korekcijas nolūkos tuvredzīgi cilvēki lieto brilles ar izkliedētājlēcām, kuru optiskais stiprums ir negatīvs (1. attēls). Savietojot cilvēka acs lēcu ar palielinātu optisko stiprumu un briļļu izkliedētājlēcas ar negatīvu optisko stiprumu, kopā iegūst optisko sistēmu, kuras optiskais stiprums ir ļoti tuvu pietuvināts pie normālas acs lēcas optiskā stipruma lieluma. Ja cilvēka acs optiskais stiprums ir par \(5\) dioptrijām lielāks nekā normāls, tad viņam redzes korekcijai ir jāizmanto brilles, kuru lēcu optiskais stiprums ir \(-5\) dioptrijas.
1.attēls. Pa kreisi: tuvredzīga cilvēks acs ar palielinātu optisko stiprumu. Gaismas stari tiek lauzti pārāk stipri un skaidrs attēls veidojas pirms tīklenes.
Pa labi: tuvredzīga cilvēka acs un izkliedētājlēcas optiskā sistēma ar normālu optisko stiprumu. Gaismas staru laušana ir koriģēta un skaidrs attēls veidojas uz tīklenes.
2.attēls. Pa kreisi: tālredzīga cilvēks acs ar samazinātu optisko stiprumu. Gaismas stari tiek lauzti ne pārāk stipri un skaidrs attēls veidojas aiz tīklenes.
Pa labi: tālredzīga cilvēka acs un savācējlēcas optiskā sistēma ar normālu optisko stiprumu. Gaismas staru laušana ir koriģēta un skaidrs attēls veidojas uz tīklenes.