Før 1590'erne tillod enkle linser helt tilbage til romerne og vikingerne begrænset forstørrelse og enkle briller. Zacharias Jansen og hans far kombinerede linser fra enkle forstørrelsesglas til at bygge mikroskoper, og derfra ændrede mikroskoper og teleskoper verden. At forstå linsernes brændvidde var afgørende for at kombinere deres kræfter.
Typer af linser
Der er to grundlæggende typer linser: konveks og konkav. Konvekse linser er tykkere i midten end på kanterne og får lysstråler til at konvergere til et punkt. Konkave linser er tykkere på kanterne end i midten og får lysstråler til at afvige.
Konvekse og konkave linser findes i forskellige konfigurationer. Plano-konvekse linser er flade på den ene side og konvekse på den anden, mens bi-konvekse (også kaldet dobbelt-konvekse) linser er konvekse på begge sider. Plano-konkave linser er flade på den ene side og konkave på den anden side, mens bi-konkave (eller dobbelt-konkave) linser er konkave på begge sider.
En kombineret konkav og konveks linse kaldet konkav-konvekse linser kaldes mere almindeligt den positive (konvergerende) menisk linse. Denne linse er konveks på den ene side med en konkav overflade på den anden side, og radius på den konkave side er større end radius på den konvekse side.
En kombineret konveks og konkav linse kaldet en konveks konkave linse kaldes mere almindeligt en negativ (divergerende) menisk linse. Denne linse har ligesom den konkave-konvekse linse en konkav side og en konveks side, men radius på den konkave overflade er mindre end radius på den konvekse side.
Brændvidde Fysik
Brændvidde på en linsefer afstanden fra en linse til brændpunktetF. Lysstråler (af en enkelt frekvens), der bevæger sig parallelt med den optiske akse for en konveks eller en konkave-konveks linse, mødes i brændpunktet.
En konveks linse konvergerer parallelle stråler til et brændpunkt med en positiv brændvidde. Fordi lyset går gennem linsen, er positive billedafstande (og reelle billeder) på den modsatte side af linsen fra objektet. Billedet bliver inverteret (opad og nedad) i forhold til det faktiske billede.
En konkav linse divergerer parallelle stråler væk fra et brændpunkt, har en negativ brændvidde og danner kun virtuelle, mindre billeder. Negative billedafstande danner virtuelle billeder på samme side af linsen som objektet. Billedet orienteres i samme retning (højre side opad) som det originale billede, bare mindre.
Brændvidde formel
At finde brændvidde bruger formlen for brændvidde og kræver at kende afstanden fra det originale objekt til linsenuog afstanden fra linsen til billedetv. Linseformlen siger, at det inverse af afstanden fra objektet plus afstanden til billedet er lig med det inverse af brændviddef. Ligningen er matematisk skrevet:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Nogle gange er brændvidde ligningen skrevet som:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
hvorohenviser til afstanden fra objektet til linsen,jeghenviser til afstanden fra linsen til billedet ogfer brændvidden.
Afstandene måles fra objektet eller billedet til linsens pol.
Eksempler på brændvidde
For at finde en linses brændvidde skal du måle afstande og tilslutte numrene til brændviddeformlen. Sørg for, at alle målinger bruger det samme målesystem.
Eksempel 1: Den målte afstand fra en linse til objektet er 20 centimeter og fra objektivet til billedet er 5 centimeter. Fuldførelse af brændviddeformlen giver:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {eller} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Reduktion af summen giver} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Brændvidden er derfor 4 centimeter.
Eksempel 2: Den målte afstand fra en linse til objektet er 10 centimeter, og afstanden fra objektivet til billedet er 5 centimeter. Brændvidde ligningen viser:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Derefter} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
At reducere dette giver:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Brændvidden på linsen er derfor 3,33 centimeter.