Čočky

Optické čočky, jaké známe z brýlí, jsou speciálně tvarované kusy skla nebo umělé hmot, které lomí pocházející světlo. Rozlišujeme dva druhy čoček: spojné čočky neboli spojky a rozptylné čočky neboli rozptylky.

Spojka je uprostřed silnější než na okraji - příkladem takové čočky je zvětšovací sklo.

Rozptylka je uprostřed tenší než na okraji - takové čočky jsou v brýlích pro krátkozraké.

Pohled skrz čočku

Podržíme-li spojku poblíž bílého papíru směrem k oknu, uvidíme na papíru malý převrácený obraz okna.

Naše oční čočky vytvářejí podobné obrazy na sítnici. Na stejném principu vytváří čočka objektivu obraz na filmu. Mikroskopy i dalekohledy nám pomocí čoček zprostředkovávají obraz příliš malých či vzdálených předmětů, neviditelných pouhým okem.

Dalekohledy

Nejjednodušším dalekohledem je tzv. refraktor, což je trubice mající na obou koncích čočku.

Čočka, která je blíže k pozorovanéu předmětu, shromažďuje světlo. Druhá čočka se nazývá okulár. Zvětšuje obraz pozorovaného předmětu.

V dalekohledu zvaném reflektor shromažďuje světlo duté (parabolické) zrcadlo. Toto velké zrcadlo. Toto velké zrcadlo zaostří světlo na malé zrcadlo, které je odrazí do okuláru. Obrovské dalekohledy pracují vždy na principu reflektrou, protože není možné podepřít velkou čočku tak, aby se vlastní vahou nedeformovala. Čím je hlavní zrcadlo větší, tím lepší je rozlišovací schopnost dalekohledu. Astronomové dávají přednost co možná největším zrcadlům. průměr zrcadla největšího reflektoru na světě je 6 m.

Radioteleskopy jsou ještě větší. Namísto světla se jimi zaměřují rádiové vlny, což nám umožňuje "vidět" vzdálené vesmírné objekty.

Radiové vlny mají podstatně větší vlnovou délku než světlo, a proto musí být odrazná plocha ("zrcadlo") větší.

Největší radioteleskop měří v průměru 100 m.

Binokuláry

Při pozorování v přírodě se často používají binokulární dalekohledy. Pomocí nich vidíme vzdálené objekty zvětšeně. Binokulární dalekohled se skládá ze dvou jednoduchých dalekohledů, v nichž jsou umístěné hranoly, které převracejí obraz tak, aby odpovídal skutečné poloze pozorované věci. Kromě toho odrážejí světlo po klikaté dráze, čímž se zkracuje nutná délka dalekohledu. Protože binokuláry umožňují pozorování oběma očima, vidíme s nimi prostorově, tj. léle odhadneme vzdálenost. Tuto výhodu jednoduché dalekohledy nemají.

Mikroskopy

Díky silnému optickému zvětšení mikroskopu můžeme pozorovat věci pouhým okem neviditelné. Mikroskop zvětšuje daleko více než zvětšovací sklo (lupa), neboť se skládá nejméně ze dvou zvětšujících čoček. I s malým mikroskopem dosáhneme snadno stonásobného zvětšení - vlas se jeví silný ne 0,1 mm, ale   1 cm. Pozorovaný vzorek musí být velmi tenký, aby jím mohlo procházet světlo do mikroskopu. Některé věci nevidíme ani pomocí normálního mikroskopu. Takové věci mohou být pozorovány pod speciálním elektronovým mikroskopem.