Iki 1590 m. Paprasti lęšiai, atsiradę dar nuo romėnų ir vikingų, leido riboti didinimą ir paprastus akinius. Zachariasas Jansenas ir jo tėvas sujungė lęšius iš paprastų didinamųjų stiklų, kad pastatytų mikroskopus, o iš ten mikroskopai ir teleskopai pakeitė pasaulį. Suprasti objektyvų židinio nuotolį buvo labai svarbu norint sujungti jų galias.
Lęšių tipai
Yra du pagrindiniai lęšių tipai: išgaubtas ir įgaubtas. Išgaubti lęšiai yra storesni viduryje nei kraštuose, todėl šviesos spinduliai suartėja į tašką. Įgaubti lęšiai kraštuose yra storesni nei viduryje, todėl šviesos spinduliai išsiskiria.
Išgaubti ir įgaubti lęšiai yra skirtingų konfigūracijų. Plokščiai išgaubti lęšiai yra plokšti iš vienos pusės ir išgaubti iš kitos pusės, o išgaubti (dar vadinami dvigubai išgaubtais) lęšiai yra išgaubti iš abiejų pusių. Plano įgaubti lęšiai yra plokšti iš vienos pusės ir įgaubti iš kitos pusės, o dviejų įgaubtų (arba dvigubai įgaubtų) lęšiai yra įgaubti iš abiejų pusių.
Kombinuotas įgaubtas ir išgaubtas lęšis, vadinamas įgaubtu išgaubtu lęšiu, dažniausiai vadinamas pozityviu (konverguojančiu) menisko lęšiu. Šis lęšis yra išgaubtas iš vienos pusės, o įgaubtas paviršius - iš kitos, o įgaubtos pusės spindulys yra didesnis nei išgaubtos pusės spindulys.
Kombinuotas išgaubtas ir įgaubtas lęšis, vadinamas išgaubtu įgaubtu lęšiu, dažniausiai vadinamas neigiamu (divergentu) menisko lęšiu. Šis objektyvas, kaip ir įgaubtas išgaubtas lęšis, turi įgaubtą ir išgaubtą pusę, tačiau įgaubto paviršiaus spindulys yra mažesnis nei išgaubtos pusės spindulys.
Židinio nuotolio fizika
Lęšio židinio nuotolisfyra atstumas nuo objektyvo iki židinio taškoF. Šviesos spinduliai (vieno dažnio), einantys lygiagrečiai išgaubto arba įgaubto išgaubto lęšio optinei ašiai, susitiks židinio taške.
Išgaubtas lęšis konverguoja lygiagrečius spindulius į židinio tašką, kurio židinio nuotolis yra teigiamas. Kadangi šviesa praeina pro objektyvą, teigiami vaizdo atstumai (ir tikri vaizdai) yra priešingoje objektyvo pusėje nuo objekto. Vaizdas bus apverstas (aukštyn žemyn), palyginti su tikruoju vaizdu.
Įgaubtas lęšis atitolina lygiagrečius spindulius nuo židinio taško, jo židinio nuotolis yra neigiamas ir formuoja tik virtualius, mažesnius vaizdus. Neigiami vaizdo atstumai sudaro virtualius vaizdus toje pačioje objektyvo pusėje kaip ir objektas. Vaizdas bus nukreiptas ta pačia kryptimi (dešine puse į viršų) kaip ir originalus, tik mažesnis.
Židinio nuotolio formulė
Norint rasti židinio nuotolį, naudojama židinio nuotolio formulė ir reikia žinoti atstumą nuo pradinio objekto iki objektyvouir atstumas nuo objektyvo iki vaizdov. Objektyvo formulėje sakoma, kad atstumo nuo objekto atvirkštinis plius atstumas iki vaizdo yra lygus židinio atstumo atvirkštineif. Matematiškai lygtis parašyta:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Kartais židinio nuotolio lygtis rašoma taip:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
kuroreiškia atstumą nuo objekto iki objektyvo,inurodo atstumą nuo objektyvo iki vaizdo irfyra židinio nuotolis.
Atstumai matuojami nuo objekto ar vaizdo iki objektyvo poliaus.
Židinio nuotolio pavyzdžiai
Norėdami sužinoti objektyvo židinio nuotolį, išmatuokite atstumus ir įkiškite skaičius į židinio nuotolio formulę. Įsitikinkite, kad visuose matavimuose naudojama ta pati matavimo sistema.
1 pavyzdys: Išmatuotas atstumas nuo objektyvo iki objekto yra 20 centimetrų, o nuo objektyvo iki vaizdo - 5 centimetrai. Užpildžius židinio nuotolio formulę gaunama:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {or} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Sumažinus sumą gaunama} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Todėl židinio nuotolis yra 4 centimetrai.
2 pavyzdys: Išmatuotas atstumas nuo objektyvo iki objekto yra 10 centimetrų, o atstumas nuo objektyvo iki vaizdo - 5 centimetrai. Židinio nuotolio lygtis rodo:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Tada} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Tai sumažinus gaunama:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Todėl objektyvo židinio nuotolis yra 3,33 centimetrai.