レンズの焦点距離を計算する方法

1590年代以前は、ローマ人とバイキングにまでさかのぼる単純なレンズは、限られた倍率と単純な眼鏡を許可していました。 Zacharias Jansenと彼の父親は、単純な拡大鏡のレンズを組み合わせて顕微鏡を作り、そこから顕微鏡と望遠鏡が世界を変えました。 レンズの焦点距離を理解することは、それらのパワーを組み合わせるために重要でした。

レンズには、凸面と凹面の2つの基本的なタイプがあります。 凸レンズは端よりも中央が厚く、光線を点に収束させます。 凹レンズは中央よりも端が厚く、光線を発散させます。

凸レンズと凹レンズは異なる構成で提供されます。 平凸レンズは片側が平らで反対側が凸ですが、両凸（両凸とも呼ばれます）レンズは両側が凸です。 平凹レンズは片側が平らで反対側が凹面ですが、両凹面（または両凹面）レンズは両側が凹面です。

凹凸レンズと呼ばれる凹レンズと凸レンズの組み合わせは、より一般的には正（収束）メニスカスレンズと呼ばれます。 このレンズは片側が凸面で、反対側が凹面であり、凹面の半径が凸面の半径よりも大きい。

凸凹レンズと呼ばれる凸凹レンズの組み合わせは、より一般的には負（発散）メニスカスレンズと呼ばれます。 このレンズは、凹凸レンズと同様に、凹面と凸面がありますが、凹面の半径は凸面の半径よりも小さくなっています。

レンズの焦点距離fレンズから焦点までの距離ですF. 凸レンズまたは凹凸レンズの光軸に平行に進む（単一周波数の）光線は、焦点で合流します。

凸レンズは、平行光線を正の焦点距離の焦点に収束させます。 光はレンズを通過するため、正の画像距離（および実像）はレンズの物体とは反対側にあります。 画像は実際の画像に対して反転（上下逆）になります。

凹レンズは平行光線を焦点から発散させ、負の焦点距離を持ち、仮想のより小さな画像のみを形成します。 負の画像距離は、レンズのオブジェクトと同じ側に虚像を形成します。 画像は元の画像と同じ方向（右側が上）になり、少し小さくなります。

焦点距離を見つけるには、焦点距離の式を使用し、元のオブジェクトからレンズまでの距離を知る必要がありますuレンズから画像までの距離v. レンズの公式によると、物体からの距離と画像までの距離の逆数は、焦点距離の逆数に等しくなります。f. 方程式は、数学的に次のように記述されます。

焦点距離の方程式は次のように書かれることがあります。

どこo物体からレンズまでの距離を指し、私レンズから画像までの距離を指し、fは焦点距離です。

距離は、物体または画像からレンズの極まで測定されます。

レンズの焦点距離を見つけるには、距離を測定し、数値を焦点距離の式に代入します。 すべての測定で同じ測定システムを使用していることを確認してください。

​例1：レンズから物体までの測定距離は20センチメートル、レンズから画像までの距離は5センチメートルです。 焦点距離の式を完了すると、次のようになります。

したがって、焦点距離は4センチメートルです。

​例2：レンズから物体までの測定距離は10センチメートル、レンズから画像までの距離は5センチメートルです。 焦点距離の式は次のことを示しています。

これを減らすと、次のようになります。

したがって、レンズの焦点距離は3.33センチメートルです。