Lääts

Lääts on läbipaistvast ainest keha, mida piiravad kaks kõverat, harilikult sfäärilist pinda. Pindade ühist sümmeetriatelge nimetatakse optiliseks teljeks.
Läätse iseloomustavad suurused on fookuskaugus formula_1 ja optiline tugevus formula_2 , mis iseloomustab valguse koondamise või hajutamise võimet.
Liigitus.
Läätsi liigitatakse kumer- ja nõgusläätsedeks. Kumerlääts on keskelt paksem, nõguslääts on aga keskelt õhem kui servast. Kumerlääts koondab valgust, nõguslääts hajutab valgust. Läätsena toimib kumerate pindadega läbipaistvast ainest keha siis, kui keha materjali murdumisnäitaja erineb ümbritseva keskkonna murdumisnäitajast. Kui läätse materjali murdumisnäitaja on ümbritseva keskkonna murdumisnäitajast suurem (nagu klaasil õhu suhtes), siis kumerlääts koondab ja nõguslääts hajutab valgust.
Koondav lääts tekitab tõelise ümberpööratud suurendatud või vähendatud kujutise või näilise päripidise suurendatud kujutise. Koondavat läätse saab kasutada luubina. Hajutav lääts annab näilise päripidise vähendatud kujutise.
Kasutamine.
Läätsi kasutatakse kõikvõimalikes optilistes seadmetes, nagu pikksilmad, teleskoobid, mikroskoobid, kaamerad. Läätsi kasutatakse ka nägemishäirete korrektsiooniks, näiteks lühinägevuse, kaugelenägevuse, presbüoopia (vananemisest tingitud nägemise langus) ja astigmatismi korrektsiooniks. Enamik läätsedest on rangelt telgsümmeetrilised. Prillide läätsed on ainult ligikaudselt sümmeetrilised, sest on vormitud prilliraamidega sobivaks. Nende kumerus ei pruugi olla telgsümmeetriline, et korrigeerida astigmatismi.
Selliseid koondavaid läätsi, mis pole isegi ligikaudselt optiliselt korrektsed, on kasutatud sajandeid tule süütamiseks.
Arvutus.
Sfääriliste pindadega läätse fookuskaugust õhus saab arvutada järgmise valemiga:
formula_3
kus
 formula_1 on läätse fookuskaugus, 
 formula_5 on läätse materjali absoluutne murdumisnäitaja, 
 formula_6 on valgusallikale lähima läätsepinna kõverusraadius,
 formula_7 on valgusallikast kaugeima läätsepinna kõverusraadius, ja 
 formula_8 on läätse paksus.
Õhukese läätse puhul kehtib lihtne seos
formula_9
kus formula_10 on eseme kaugus ja formula_11 on kujutise kaugus läätsest ning formula_1 läätse fookuskaugus.
Lõpmata kaugel oleva objekti kujutis asub kaugusel formula_13. Kui objekt asub läätsest kaugusel formula_13, siis selle kujutis asub lõpmata kaugel. Tasandit, mis on risti läätse optilise teljega ja asub kaugusel formula_1, nimetatakse läätse fokaaltasandiks.
Liitläätsed.
Liitläätsed on ühel teljel asuvad läätsed. Kui läätsed fookuskaugustega formula_16 ja formula_17 on kontaktis, siis kehtib valem
formula_18
Valemist selgub, et mida rohkem läätsesid optilisel teljel, seda suurem on nende summaarne optiline tugevus.
Ajaloost.
Vanim tehislik lääts on pärit aastast 640 eKr. – kvartsist lääts, mis leiti väljakaevamistel kunagisest Assüüria linnast Niinivest, mis asub tänapäeva Iraagis Mosuli linna alal. Esimesed kirjapanekud läätsedest on pärit Antiik-Kreekast – Aristophanese näidendist "Pilved" (424 eKr.), kus mainitakse läätse, mille abil süüdati lõket. Plinius Vanema (23–79) kirjutised näitavad samuti, et põletusklaase tunti Rooma impeeriumis. Ta mainib tõenäoliselt esimest korrektiivläätse kasutust: Nero olevat vaadanud gladiaatorite mänge, kasutades smaragdi (arvatavasti nõgusat, et korrigeerida lühinägelikkust, kuigi viide on ebamäärane). Nii Plinius kui ka Seneca noorem (3 eKr – 65) kirjeldasid veega täidetud klaaskera suurendavat omadust.
Araabia matemaatik Ibn Sahl (u 940 – 1000) kasutas nüüdseks teada Snelli valemit, et arvutada läätse kuju. Ibn al-Haitham (965–1038) kirjutas esimese suure uurimuse, "Kitāb al-Manāẓir" ("Raamat optikast"), mis kirjeldab, kuidas inimese silmalääts projitseerib kujutise võrkkestale.
Väljakaevamistel viikingite sadamalinnas Fröjelis (Gotlandil Rootsis) 1999. aastal tulid välja kvartsist Visby läätsed, mis on pärit 11.–12. sajandist ja mille omadused on lähedased 1950. aastate asfääriliste läätsedega. Viikingite läätsed koondavad päikesevalgust piisavalt, et süüdata tuld.
Enne lugemiskivide kasutuselevõttu 11. sajandil ja prillide leiutamist umbes 1280 Itaalias polnud läätsede kasutus laialt levinud. Arvatakse, et Nicolaus Cusanus oli esimene, kes avastas 1451. aastal, et nõgusläätsega saab korrigeerida lühinägelikkust.
Abbe siinuse tingimus on Ernst Abbe järgi (1860. aasta paiku) nime saanud optilise süsteemi tingimus, mille korral tekivad teravad kujutised nii optilisel teljel olevatest objektidest kui ka optilisest teljest eemal olevatest objektidest. See muutis põhjalikult optiliste instrumentide, näiteks mikroskoopide ehitust ja pani aluse Carl Zeissi ettevõttele – juhtivale optikaseadmete tootjale.