Tartalom
Az 1590-es évek előtt a rómaiak és vikingek óta elkészített egyszerű lencsék korlátozott nagyítást és egyszerű szemüveget tettek lehetővé. Zacharias Jansen és apja az egyszerű nagyítóüvegekből lencséket kombináltak mikroszkópok készítéséhez, és onnan a mikroszkópok és távcsövek megváltoztatták a világot. A lencsék fókusztávolságának megértése elengedhetetlen volt az erejük összekapcsolásához.
Lencsék típusai
Két lencse típus létezik: domború és konkáv. A konvex lencsék közepesen vastagabbak, mint a széleik, és a fénysugarak egy ponthoz közelednek. A konkáv lencsék vastagabb széleken vannak, mint a közepén, és a fénysugarak eltérnek.
A konvex és konkáv lencsék különböző konfigurációkban vannak. A sík-konvex lencsék egyik oldalán sík, a másik oldalon domborúak, a két konvex (más néven dupla-konvex) lencsék mindkét oldalán domborúak. A síkban konkáv lencsék egyik oldalán sík, a másik oldalon konkáv, míg a kétirányú (vagy dupla-konkáv) lencsék mindkét oldalán konkávok.
A konkáv és domború lencséket, úgynevezett konkáv-konvex lencséket gyakran nevezik a pozitív (konvergáló) meniszkusz lencsének. Ez a lencse egyik oldalán domború, a másik oldalán konkáv felület, és a konkáv oldalon a sugár nagyobb, mint a konvex oldal sugara.
A konvex és konkáv lencsét, amelyet konvex-konkáv lencsének hívnak, általában negatív (divergens) meniszkusz lencsének nevezik. Ennek a lencsének, akárcsak a konkáv-konvex lencsének, konkáv és domború oldala van, de a konkáv felületen a sugár kisebb, mint a domború oldalon.
Fókusztávolság fizika
A lencse gyújtótávolsága f a lencse és a fókuszpont közötti távolság F. A konvex vagy konkáv-konvex lencse optikai tengelyével párhuzamosan haladó (egyetlen frekvenciájú) fénysugarak a fókuszpontban találkoznak.
A konvex lencse párhuzamos sugarakkal konvergál egy pozitív fókusztávolságú fókuszpontra. Mivel a fény átmegy a lencsén, a pozitív képtávolságok (és a valódi képek) a lencse ellenkező oldalán vannak a tárgytól. A kép megfordul (felfelé lefelé) a tényleges képhez képest.
A konkáv lencse eltér a párhuzamos sugaraktól a fókusztól, negatív fókusztávolsága van, és csak virtuális, kisebb képeket képez. A negatív képtávolságok virtuális képeket képeznek az objektív ugyanazon oldalán, mint az objektum. A kép ugyanolyan irányba (jobb oldal felfelé) lesz orientálva, mint az eredeti kép, csak kisebb.
Focal Length Formula
A fókusztávolság megállapításához a fókusztávolság képletet kell használni, és meg kell ismerni az eredeti tárgy és a lencse közötti távolságot u és az objektív és a kép közötti távolság v. Az objektív képlete szerint az objektumtól mért távolság inverzje és a kép távolsága megegyezik a fókusztávolság inverzével f. Az egyenlet matematikailag meg van írva:
Frac {1} {u} + frac {1} {v} = frac {1} {f}A fókusztávolság-egyenletet néha így írják:
Frac {1}, {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}ahol o a tárgy és a lencse közötti távolságot jelenti, én a lencse és a kép közötti távolságot jelöli; f a fókusztávolság.
A távolságot az objektumtól vagy a képtől a lencse pólusáig mérik.
Fókusztávolság példák
Az objektív fókusztávolságának meghatározásához mérje meg a távolságot, és dugja be a számokat a fókusztávolság-képletbe. Ügyeljen arra, hogy minden mérés ugyanazt a mérési rendszert használja.
1. példa: A lencsétől a tárgyig mért távolság 20 centiméter, az objektív és a kép között 5 centiméter. A fókusztávolság-formula kiegészítésével a következőket kapjuk:
frac {1} {20} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {vagy} ; frac {1} {20} + frac {4} {20} = frac {5} {20} {Az összeg csökkentésével} frac {5} {20} = frac {1} { 4}A gyújtótávolság tehát 4 centiméter.
2. példa: A lencsétől a tárgyig mért távolság 10 centiméter, az objektív és a kép közötti távolság 5 centiméter. A fókusztávolság-egyenlet a következőket mutatja:
frac {1} {10} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {Then} ; Frac {1} {10} + frac {2} {10} = frac {3} {10}Ennek csökkentése:
Frac {3} {10} = frac {1} {3,33}Az objektív gyújtótávolsága ezért 3,33 centiméter.