Pirms 1590. gadiem vienkāršas lēcas, kas datētas ar romiešiem un vikingiem, ļāva ierobežotu palielinājumu un vienkāršas brilles. Zacharias Jansen un viņa tēvs apvienoja objektīvus no vienkāršām palielināmām brillēm, lai izveidotu mikroskopus, un no turienes mikroskopi un teleskopi mainīja pasauli. Lēcu fokusa attāluma izpratnei bija izšķiroša nozīme, apvienojot to spējas.
Lēcu veidi
Ir divi pamatlēcu veidi: izliekti un ieliekti. Izliektas lēcas ir biezākas pa vidu nekā malās un liek gaismas stariem tuvoties punktam. Ieliektas lēcas ir biezākas malās nekā vidū un izraisa gaismas staru novirzīšanos.
Izliektas un ieliektas lēcas ir dažādās konfigurācijās. Plano-izliektas lēcas ir plakanas vienā pusē un izliektas no otras puses, savukārt abpusēji izliektas (sauktas arī par dubultā-izliektas) lēcas ir izliektas no abām pusēm. Plano-ieliektās lēcas vienā pusē ir plakanas un otrā pusē ieliektas, savukārt abas-ieliektas (vai dubultā ieliektas) lēcas ir ieliektas no abām pusēm.
Kombinēto ieliekto un izliekto lēcu, ko sauc par ieliektās izliektās lēcas, biežāk sauc par pozitīvo (saplūstošo) meniska objektīvu. Šis objektīvs ir izliekts vienā pusē ar ieliektu virsmu otrā pusē, un rādiuss ieliektajā pusē ir lielāks nekā izliektās puses rādiuss.
Kombinētu izliektu un ieliektu lēcu, ko sauc par izliektu-ieliektu lēcu, biežāk sauc par negatīvu (divergentu) meniska lēcu. Šim objektīvam, tāpat kā ieliektajai izliektajai lēcai, ir ieliekta puse un izliekta puse, bet rādiuss uz ieliektās virsmas ir mazāks nekā rādiuss izliektajā pusē.
Fokusa garuma fizika
Objektīva fokusa attālumsfir attālums no objektīva līdz fokusa punktamF. Gaismas stari (ar vienu frekvenci), kas virzās paralēli izliekta vai ieliekta-izliekta lēcas optiskajai asij, satiksies fokusa punktā.
Izliekts objektīvs saplūst paralēli stariem ar fokusa punktu ar pozitīvu fokusa attālumu. Tā kā gaisma iet caur objektīvu, pozitīvie attēla attālumi (un reālie attēli) atrodas objektīva pretējā pusē no objekta. Attēls tiks apgriezts (augšpusē uz leju) attiecībā pret faktisko attēlu.
Ieliekts objektīvs novirza paralēlos starus prom no fokusa punkta, tam ir negatīvs fokusa attālums un tas veido tikai virtuālus, mazākus attēlus. Negatīvi attēla attālumi veido virtuālos attēlus tajā pašā objektīva pusē, kur objekts. Attēls tiks orientēts tajā pašā virzienā (labā puse uz augšu) kā sākotnējais attēls, tikai mazāks.
Fokusa garuma formula
Atrodot fokusa attālumu, tiek izmantota fokusa attāluma formula un ir jāzina attālums no sākotnējā objekta līdz objektīvamuun attālums no objektīva līdz attēlamv. Objektīva formula saka, ka attāluma apgrieztā vērtība no objekta plus attālums līdz attēlam ir vienāds ar fokusa attāluma apgriezto vērtībuf. Matemātiski vienādojums ir rakstīts:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Dažreiz fokusa attāluma vienādojumu raksta šādi:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
kuroattiecas uz attālumu no objekta līdz objektīvam,iattiecas uz attālumu no objektīva līdz attēlam unfir fokusa attālums.
Attālumus mēra no objekta vai attēla līdz objektīva polim.
Fokusa garuma piemēri
Lai atrastu objektīva fokusa attālumu, izmēra attālumus un ievietojiet skaitļus fokusa attāluma formulā. Pārliecinieties, ka visos mērījumos tiek izmantota viena un tā pati mērījumu sistēma.
1. piemērs: Izmērītais attālums no objektīva līdz objektam ir 20 centimetri un no objektīva līdz attēlam ir 5 centimetri. Fokusa garuma formulas aizpildīšana dod:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {vai} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Summas samazināšana dod} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Tāpēc fokusa attālums ir 4 centimetri.
2. piemērs: Izmērītais attālums no objektīva līdz objektam ir 10 centimetri, bet attālums no objektīva līdz attēlam ir 5 centimetri. Fokusa attāluma vienādojums parāda:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Tad} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Šī samazināšana dod:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3,33}
Tāpēc objektīva fokusa attālums ir 3,33 centimetri.