La distancia focal de la lente le dice qué tan lejos de la lente se crea una imagen enfocada, si los rayos de luz que se acercan a la lente son paralelos. Una lente con más "poder de flexión" tiene una distancia focal más corta, porque altera la trayectoria de los rayos de luz de manera más efectiva que una lente más débil. La mayoría de las veces, puede tratar una lente como si fuera delgada e ignorar cualquier efecto del grosor, porque el grosor de la lente es mucho menor que la distancia focal. Pero en el caso de lentes más gruesos, su grosor marca la diferencia y, en general, da como resultado una distancia focal más corta.
La ecuación del fabricante de lentes
La ecuación del fabricante de la lente describe la relación entre el grosor de la lente y su distancia focal (F):
\ frac {1} {f} = (n-1) (\ frac {1} {R_1} - \ frac {1} {R_2} + \ frac {(n-1) t} {nR_1R_2})
Hay muchos términos diferentes en esta ecuación, pero las dos cosas más importantes a tener en cuenta son que eltrepresenta el grosor de la lente y la distancia focal es la
recíprocodel resultado en el lado derecho. En otras palabras, si el lado derecho de la ecuación es mayor, la distancia focal es menor.Los otros términos que necesita conocer de la ecuación son:nortees el índice de refracción de la lente, yR1 yR2 describir la curvatura de las superficies de la lente. La ecuación usa "R"Porque representa el radio, por lo que si extiendes la curva de cada lado de la lente en un círculo completo, laREl valor (con el subíndice 1 para el lado por el que la luz entra en la lente y 2 para el lado por el que sale de la lente) indica el radio de ese círculo. Entonces, una curva menos profunda tendrá un radio más grande.
Espesor de la lente
Lataparece en el numerador de la última fracción en la ecuación del fabricante de lentes, y agrega este término en las otras partes del lado derecho. Esto significa que un valor mayor det(es decir, una lente más gruesa) hará que el lado derecho tenga un valor mayor, siempre que los radios de cualquiera de las mitades de la lente y el índice de refracción sigan siendo los mismos. Debido a que el recíproco de este lado de la ecuación es la distancia focal, esto significa que una lente más gruesa generalmente tendrá una distancia focal menor que una lente más delgada.
Puede entender esto intuitivamente porque la refracción de los rayos de luz cuando entran en el vidrio (que tiene una mayor índice de refracción que el aire) permite que la lente realice su función, y más vidrio generalmente significa más tiempo para la refracción que se produzca.
La curvatura de la lente
LaRLos términos son una parte clave de la ecuación del fabricante de lentes y aparecen en cada término en el lado derecho. Estos describen cuán curvada es la lente y todas aparecen en los denominadores de las fracciones. Esto corresponde a un radio más grande (es decir, una lente menos curvada) que produce una mayor distancia focal en general. Tenga en cuenta que el término que solo contieneR2 Sin embargo, se resta de la ecuación, lo que significa una menorR2 valor (una curva más pronunciada) reduce el valor del lado derecho (y por lo tanto aumenta la distancia focal), mientras que una mayorR1 el valor hace lo mismo. Sin embargo, ambos radios aparecen en el último término, y una menor curvatura de cualquiera de las partes en ese caso aumenta la distancia focal.
El índice de refracción
El índice de refracción del vidrio utilizado en la lente (norte) también impacta en la distancia focal, como se muestra en la ecuación del fabricante de la lente. El índice de refracción del vidrio varía de alrededor de 1,45 a 2,00 y, en general, un índice de refracción más grande significa que la lente dobla la luz de manera más efectiva, reduciendo así la distancia focal de la lente.