Ennen 1590-lukua yksinkertaiset linssit, jotka juontavat juurensa roomalaisiin ja viikingeihin, sallivat rajoitetun suurennuksen ja yksinkertaiset silmälasit. Zacharias Jansen ja hänen isänsä yhdistivät linssit yksinkertaisista suurennuslasista mikroskooppien rakentamiseen, ja sieltä mikroskoopit ja teleskoopit muuttivat maailmaa. Linssien polttovälin ymmärtäminen oli ratkaisevan tärkeää niiden voimien yhdistämiseksi.
Linssityypit
Linssejä on kahta perustyyppiä: kupera ja kovera. Kuparit linssit ovat keskeltä paksumpia kuin reunat ja aiheuttavat valonsäteiden lähentymisen pisteeseen. Koverat linssit ovat paksumpia reunoilla kuin keskellä ja aiheuttavat valonsäteiden eron.
Kuperia ja koveraa linssiä on eri kokoonpanoissa. Planko-kuperat linssit ovat tasaisia toiselta puolelta ja kuperia toiselta, kun taas kaksikuparit (kutsutaan myös kaksoiskuperaiksi) linssit ovat kuperat molemmilta puolilta. Plano-koverat linssit ovat tasaisia toiselta puolelta ja koveria toiselta puolelta, kun taas koverat (tai kaksois-koverat) linssit ovat koverat molemmilta puolilta.
Yhdistettyä koveraa ja kuperaa linssiä, jota kutsutaan koveraksi-kuperiksi linsseiksi, kutsutaan yleisemmin positiiviseksi (lähentyväksi) meniskilinssiksi. Tämä linssi on toisella puolella kupera ja toisella puolella kovera pinta, ja koveran puolen säde on suurempi kuin kuperan puolen säde.
Yhdistettyä kuperaa ja koveraa linssiä, jota kutsutaan kuperaksi koveraksi linssiksi, kutsutaan yleisemmin negatiiviseksi (divergentiksi) meniskilinssiksi. Tällä linssillä, kuten koveralla kuperalla linssillä, on kovera puoli ja kupera puoli, mutta koveran pinnan säde on pienempi kuin kuperan puolen säde.
Polttoväli Fysiikka
Objektiivin polttovälifon etäisyys objektiivista polttopisteeseenF. Kuparin tai koveran kuperan linssin optisen akselin suuntaisesti kulkevat (yhden taajuuden) valonsäteet kohtaavat polttopisteessä.
Kupera linssi yhdistää yhdensuuntaiset säteet polttopisteeseen, jolla on positiivinen polttoväli. Koska valo kulkee linssin läpi, positiiviset kuvaetäisyydet (ja todelliset kuvat) ovat linssin vastakkaisella puolella esineestä. Kuva käännetään ylösalaisin (ylöspäin) todelliseen kuvaan nähden.
Kovera linssi eroaa yhdensuuntaisista säteistä pois polttopisteestä, sillä on negatiivinen polttoväli ja se muodostaa vain virtuaalisia, pienempiä kuvia. Negatiiviset kuvan etäisyydet muodostavat virtuaalikuvia linssin samalla puolella kohteen kanssa. Kuva suunnataan samaan suuntaan (oikea puoli ylöspäin) kuin alkuperäinen kuva, vain pienempi.
Polttovälikaava
Polttovälin löytäminen käyttää polttovälikaavaa ja edellyttää etäisyyden tuntemista alkuperäisestä kohteesta linssiinuja etäisyys linssistä kuvaanv. Linssikaavan mukaan objektin etäisyyden käänteinen plus etäisyys kuvaan on yhtä suuri kuin polttovälin käänteinenf. Matemaattisesti yhtälö kirjoitetaan:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Joskus polttovälin yhtälö kirjoitetaan seuraavasti:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
missäoviittaa etäisyyteen esineestä linssiin,itarkoittaa etäisyyttä linssistä kuvaan jafon polttoväli.
Etäisyydet mitataan kohteesta tai kuvasta linssin napaan.
Polttoväliä koskevia esimerkkejä
Löydä linssin polttoväli mittaamalla etäisyydet ja liittämällä numerot polttovälikaavaan. Varmista, että kaikissa mittauksissa käytetään samaa mittausjärjestelmää.
Esimerkki 1: Mitattu etäisyys linssistä kohteeseen on 20 senttimetriä ja linssistä kuvaan 5 senttimetriä. Polttovälikaavan täyttäminen tuottaa:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {tai} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Summan pienentäminen antaa} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Polttoväli on siis 4 senttimetriä.
Esimerkki 2: Mitattu etäisyys objektiivista kohteeseen on 10 senttimetriä ja etäisyys objektiivista kuvaan on 5 senttimetriä. Polttovälien yhtälö osoittaa:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Sitten} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Tämän vähentäminen antaa:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Linssin polttoväli on siis 3,33 senttimetriä.