Преди 1590-те прости лещи, датиращи още от римляните и викингите, позволяват ограничено увеличение и прости очила. Захариас Янсен и баща му комбинират лещи от прости лупи, за да изграждат микроскопи, а оттам микроскопи и телескопи променят света. Разбирането на фокусното разстояние на лещите беше от решаващо значение за съчетаването на техните сили.
Видове лещи
Има два основни типа лещи: изпъкнали и вдлъбнати. Изпъкналите лещи са по-дебели в средата, отколкото по краищата и карат светлинните лъчи да се сближават до точка. Вдлъбнатите лещи са по-дебели по краищата, отколкото в средата и карат светлинните лъчи да се разминават.
Изпъкналите и вдлъбнатите лещи се предлагат в различни конфигурации. Плано-изпъкналите лещи са плоски от едната страна и изпъкнали от другата, докато биизпъкналите (наричани още двойно-изпъкнали) лещи са изпъкнали от двете страни. Плоско-вдлъбнатите лещи са плоски от едната страна и вдлъбнати от другата страна, докато дву-вдлъбнатите (или двойно-вдлъбнати) лещи са вдлъбнати от двете страни.
Комбинирана вдлъбната и изпъкнала леща, наречена вдлъбнато-изпъкнали лещи, по-често се нарича положителна (сходяща се) менискусна леща. Тази леща е изпъкнала от едната страна с вдлъбната повърхност от другата страна, а радиусът от вдлъбнатата страна е по-голям от радиуса на изпъкналата страна.
Комбинирана изпъкнала и вдлъбната леща, наречена изпъкнала вдлъбната леща, по-често се нарича отрицателна (дивергентна) менискусна леща. Тази леща, подобно на вдлъбнатата изпъкнала леща, има вдлъбната страна и изпъкнала страна, но радиусът на вдлъбнатата повърхност е по-малък от радиуса на изпъкналата страна.
Фокусно разстояние Физика
Фокусното разстояние на обективаее разстоянието от леща до фокусната точкаF. Светлинните лъчи (с една честота), пътуващи успоредно на оптичната ос на изпъкнала или вдлъбната изпъкнала леща, ще се срещнат във фокусната точка.
Изпъкнала леща сближава паралелните лъчи към фокусна точка с положително фокусно разстояние. Тъй като светлината преминава през обектива, положителните разстояния на изображението (и реалните изображения) са на противоположната страна на обектива от обекта. Изображението ще бъде обърнато (нагоре надолу) спрямо действителното изображение.
Вдлъбнатата леща отклонява паралелните лъчи от фокусната точка, има отрицателно фокусно разстояние и образува само виртуални, по-малки изображения. Отрицателните разстояния на изображение образуват виртуални изображения от същата страна на обектива като обекта. Изображението ще бъде ориентирано в същата посока (с дясната страна нагоре) като оригиналното изображение, само по-малко.
Формула на фокусно разстояние
Намирането на фокусно разстояние използва формулата за фокусно разстояние и изисква да се знае разстоянието от оригиналния обект до обективаuи разстоянието от лещата до изображениетоv. Формулата на лещата казва, че обратното на разстоянието от обекта плюс разстоянието до изображението е равно на обратното на фокусното разстояниее. Уравнението математически се записва:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Понякога уравнението на фокусното разстояние се записва като:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
къдетоoсе отнася до разстоянието от обекта до обектива,iсе отнася до разстоянието от лещата до изображението иее фокусното разстояние.
Разстоянията се измерват от обекта или изображението до полюса на лещата.
Примери за фокусно разстояние
За да намерите фокусното разстояние на обектива, измерете разстоянията и включете числата във формулата за фокусно разстояние. Уверете се, че всички измервания използват една и съща измервателна система.
Пример 1: Измереното разстояние от леща до обекта е 20 сантиметра, а от лещата до изображението е 5 сантиметра. Попълването на формулата за фокусно разстояние дава:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ текст {или} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Намаляването на сумата дава} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Следователно фокусното разстояние е 4 сантиметра.
Пример 2: Измереното разстояние от леща до обекта е 10 сантиметра, а разстоянието от лещата до изображението е 5 сантиметра. Уравнението на фокусното разстояние показва:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Тогава} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Намаляването на това дава:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Следователно фокусното разстояние на лещата е 3,33 сантиметра.
