Γιατί οι ελαφριές παστίλι χωρίς κάμψη από το κέντρο καμπυλότητας;

Η δήλωση ότι οι ακτίνες φωτός περνούν χωρίς κάμψη από το κέντρο καμπυλότητας δεν είναι απολύτως ακριβής. Σύμφωνα με τις αρχές της γεωμετρικής οπτικής, όταν μια ακτίνα φωτός περνά μέσα από έναν σφαιρικό φακό, υφίσταται διάθλαση, γεγονός που την προκαλεί να λυγίσει ή να αποκλίνει από την αρχική του διαδρομή. Αυτή η κάμψη του φωτός είναι αυτό που επιτρέπει στους φακούς να εστιάζουν το φως και να σχηματίσουν εικόνες.

Το κέντρο καμπυλότητας ενός σφαιρικού φακού είναι ένα σημείο στον οπτικό άξονα που είναι ισότιμο και από τις δύο επιφάνειες του φακού. Ενώ είναι αλήθεια ότι οι φωτεινές ακτίνες που διέρχονται από το κέντρο της καμπυλότητας ενός φακού δεν βιώνουν καθαρή απόκλιση, υποβάλλονται σε διάθλαση καθώς εισέρχονται και εξέρχονται από το φακό.

Εδώ είναι τι συμβαίνει όταν το φως περνά μέσα από το κέντρο της καμπυλότητας ενός συγκλίνοντος φακού:

1. Καθώς μια ακτίνα φωτός πλησιάζει τον φακό από τη μία πλευρά (συχνά αναφέρεται ως πλευρά του αντικειμένου), τέμνει το κέντρο της καμπυλότητας.

2. Στο σημείο της διασταύρωσης με το κέντρο της καμπυλότητας, η ακτίνα φωτός ευθυγραμμίζεται με τον οπτικό άξονα του φακού.

3. Δεδομένου ότι η γωνία πρόσπτωσης (η γωνία μεταξύ της εισερχόμενης ακτίνας φωτός και της φυσιολογικής επιφάνειας του φακού) είναι μηδενική, η γωνία διάθλασης (η γωνία μεταξύ της διαθλασμένης ακτίνας φωτός και του φυσιολογικού) είναι επίσης μηδενική.

4. Με άλλα λόγια, η ακτίνα φωτός περνάει από το κέντρο της καμπυλότητας χωρίς καμία γωνιακή απόκλιση ή κάμψη.

5. Αφού διέρχεται από το κέντρο της καμπυλότητας, η ακτίνα φωτός συνεχίζεται σε ευθεία γραμμή προς την άλλη πλευρά του φακού (συχνά αναφέρεται ως πλευρά της εικόνας).

Έτσι, ενώ η ακτίνα φωτός δεν βιώνει καμία κάμψη στο κέντρο της ίδιας της καμπυλότητας, υποβάλλεται σε διάθλαση καθώς εισέρχεται και εξέρχεται από το φακό, ακολουθώντας τους νόμους της διάθλασης. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η κάμψη ή η εστίαση του φωτός εμφανίζεται σε άλλα σημεία κατά μήκος της επιφάνειας του φακού, ανάλογα με το σχήμα του φακού και τη γωνία προσπίπτων των ακτίνων φωτός.