Jednostavna leća

Jednostavna leća funkcionira po principu loma svjetlosti do kojeg dolazi na granici dvaju različitih prozirnih medija.

Kad god svjetlosna zraka dođe na granicu dvaju različitih prozirnih medija dolazi do njezinog loma (četvrti zakon optike). Prolaskom kroz prozirni medij, kao što je na primjer staklena ploča, zraka se lomi dva puta, jednom prilikom ulaska u medij, a drugi put prilikom izlaska iz medija. Ako su granice medija ravne i paralelne plohe (planparalelna prozirna ploča – kao što je prozorsko staklo) zraka nastavlja put u istom smjeru, ali ne i na istom pravcu. Ona se otklanja i nastavlja put po pravcu koji je paralelan dolaznom. Zraka se prilikom ulaska u staklo lomi prema okomici, a prilikom izlaska iz stakla od okomice i to za istu vrijednost, a pri tome ostaje i u istoj ravnini. Koliki će biti pomak zrake nakon prolaska kroz ploču ovisi o debljini ploče (deblja ploča veći pomak), o kutu upada i o indeksu loma sredstva od kojeg je načinjena planparalelna ploča.

Ako granice medija nisu paralelne nego se nalaze pod nekim kutom zraka više ne putuje u istom smjeru, dolazi do promjene smjera. Uzmimo za primjer staklenu prizmu. Ulazna i izlazna ploha više nisu paralelne pa se zraka svjetlosti lomi na način prikazan na ilustraciji. Prizma nam je važan primjer jer možemo aproksimirati da se jednostavna leća sastoji iz mnogo prizama. Zrake svjetlosti koje dolaze na leću također se lome, to jače što su bliže rubu leće, dok se zrake koje prolaze kroz optičko središte ne lome.

Na ilustraciji je prikazana je najjednostavnija leća, ona pripada skupini konvergentnih leća koje još nazivamo i pozitivne leće ili sabirače. One su u sredini uvijek deblje negoli na krajevima. Zrake koje do konvergentne leće dolaze paralelno s optičkom osi, nakon loma sijeku se u jednoj točki koja se zove žarište ili fokus. Tu smo točku označili slovom "F". Udaljenost od središta leće do žarišta zove se žarišna duljina. Što je žarišna duljina kraća to leća jače lomi svjetlo. Žarišna duljina ovisi o obliku leće i indeksu loma stakla.

Ima leća koje ne skupljaju svjetlo već ga rastresaju, one su u sredini uvijek tanje negoli na krajevima. Zrake svjetlosti koje do takve leće dolaze paralelno s optičkom osi raspršuju se nakon loma kao da su došle iz jedne točke koja se nalazi na optičkoj osi ispred leće. Ta je točka također žarište ili fokus, a takve leće zovu se divergentne, negativne ili rastresače.