Enne 1590. aastaid lubasid roomlastest ja viikingitest pärinevad lihtsad läätsed piiratud suurendust ja lihtsaid prille. Zacharias Jansen ja tema isa kombineerisid lihtsatest suurendusklaasidest pärit läätsed mikroskoopide ehitamiseks ning sealt muutsid mikroskoobid ja teleskoobid maailma. Objektiivide fookuskauguse mõistmine oli nende võimete ühendamisel ülioluline.
Läätsede tüübid
Läätsesid on kahte põhitüüpi: kumer ja nõgus. Kumerad läätsed on keskelt paksemad kui äärtest ja põhjustavad valguskiirte punktini koondumist. Nõgusad läätsed on servadest paksemad kui keskel ja põhjustavad valguskiirte hajutamist.
Kumerad ja nõgusad läätsed on erinevas konfiguratsioonis. Plano-kumerad läätsed on ühelt poolt lamedad ja teiselt poolt kumerad, samas kui kahekumerad (nimetatakse ka topeltkumerateks) läätsed on kummalgi küljel kumerad. Plano-nõgusad läätsed on ühelt poolt lamedad ja teiselt poolt nõgusad, samal ajal kui kaks nõgusad (või topelt nõgusad) läätsed on mõlemalt poolt nõgusad.
Kombineeritud nõgusat ja kumerat läätse, mida nimetatakse nõgus-kumeraks läätseks, nimetatakse sagedamini positiivseks (lähenevaks) meniski läätseks. See lääts on ühel küljel kumer, teisel küljel nõgus pind ja nõgusa külje raadius on suurem kui kumera külje raadius.
Kombineeritud ja nõgusat läätse, mida nimetatakse kumeraks-nõgusaks läätseks, nimetatakse sagedamini negatiivseks (divergentseks) meniski läätseks. Sellel läätsel, nagu ka nõgus-kumeral läätsel, on nõgus külg ja kumer külg, kuid nõgusa pinna raadius on väiksem kui kumera külje raadius.
Fookuskauguse füüsika
Objektiivi fookuskaugusfon kaugus objektiivist fookuspunktiniF. Kumer või nõgus-kumer läätse optilise teljega paralleelselt liikuvad valguskiired (ühe sagedusega) kohtuvad fookuspunktis.
Kumer lääts koondab paralleelsed kiired positiivse fookuskaugusega fookuspunktiks. Kuna valgus läbib objektiivi, on positiivsed pildidistantsid (ja reaalsed kujutised) objektiivi vastaspoolel objektist. Pilt pööratakse tegeliku pildi suhtes tagurpidi (ülespoole allapoole).
Nõgus lääts lahutab fookuspunktist paralleelkiired, negatiivse fookuskaugusega ja moodustab ainult virtuaalseid väiksemaid pilte. Negatiivsed pildidistantsid moodustavad objektiiviga samal küljel virtuaalsed pildid. Pilt on orienteeritud originaalpildiga samas suunas (paremal pool ülespoole), lihtsalt väiksem.
Fookuskauguse valem
Fookuskauguse leidmisel kasutatakse fookuskauguse valemit ja see eeldab kauguse tundmist algobjektist objektiiviniuja kaugus objektiivist pildiniv. Objektiivivalem ütleb, et objektist kauguse ja pildi kauguse pöördväärtus võrdub fookuskauguse pöördvõrdegaf. Matemaatiliselt on võrrand kirjutatud:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Mõnikord kirjutatakse fookuskauguse võrrand järgmiselt:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
kusoviitab kaugusele objektist objektiivini,iviitab kaugusele objektiivist pildini jafon fookuskaugus.
Mõõdetakse kaugusi objektist või pildist objektiivi pooluseni.
Fookuskauguse näited
Objektiivi fookuskauguse leidmiseks mõõtke kaugused ja ühendage numbrid fookuskauguse valemiga. Veenduge, et kõik mõõtmised kasutavad sama mõõtesüsteemi.
Näide 1: Mõõdetud kaugus objektiivist objektini on 20 sentimeetrit ja objektiivist pildini 5 sentimeetrit. Fookuskauguse valemi täitmine annab:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {või} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Summa vähendamine annab} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Fookuskaugus on seega 4 sentimeetrit.
Näide 2: Mõõdetud kaugus objektiivist objektini on 10 sentimeetrit ja kaugus objektiivist pildini 5 sentimeetrit. Fookuskauguse võrrand näitab:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Siis} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Selle vähendamine annab:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Läätse fookuskaugus on seega 3,33 sentimeetrit.