Før 1590-tallet tillot enkle linser helt tilbake til romerne og vikingen begrenset forstørrelse og enkle briller. Zacharias Jansen og faren hans kombinerte linser fra enkle forstørrelsesglass for å bygge mikroskop, og derfra forandret mikroskop og teleskop verden. Å forstå objektivets brennvidde var avgjørende for å kombinere kreftene deres.
Typer linser
Det er to grunnleggende typer linser: konveks og konkav. Konvekse linser er tykkere i midten enn på kantene og får lysstråler til å konvergere til et punkt. Konkave linser er tykkere på kantene enn i midten og får lysstråler til å avvike.
Konvekse og konkave linser kommer i forskjellige konfigurasjoner. Plano-konvekse linser er flate på den ene siden og konvekse på den andre, mens bi-konvekse (også kalt dobbelt-konvekse) linser er konvekse på begge sider. Plano-konkave linser er flate på den ene siden og konkave på den andre siden, mens bi-konkave (eller dobbelt-konkave) linser er konkave på begge sider.
En kombinert konkav og konveks linse kalt konkavo-konveks linse kalles oftere den positive (konvergerende) menisk linse. Denne linsen er konveks på den ene siden med en konkav overflate på den andre siden, og radiusen på den konkave siden er større enn radiusen på den konvekse siden.
En kombinert konveks og konkav linse kalt konveks-konkav linse kalles oftere en negativ (divergerende) menisk linse. Denne linsen har, i likhet med den konkave-konvekse linse, en konkav og en konveks side, men radiusen på den konkave overflaten er mindre enn radien på den konvekse siden.
Brennvidde fysikk
Brennvidde på et objektivfer avstanden fra et objektiv til fokuspunktetF. Lysstråler (med en enkelt frekvens) som beveger seg parallelt med den optiske aksen til en konveks eller en konkave-konveks linse, møtes i fokuspunktet.
En konveks linse konvergerer parallelle stråler til et brennpunkt med en positiv brennvidde. Fordi lyset går gjennom linsen, er positive bildeavstander (og virkelige bilder) på motsatt side av linsen fra objektet. Bildet blir invertert (opp-ned) i forhold til det faktiske bildet.
En konkav linse divergerer parallelle stråler vekk fra et brennpunkt, har en negativ brennvidde og danner bare virtuelle, mindre bilder. Negative bildeavstander danner virtuelle bilder på samme side av linsen som objektet. Bildet vil være orientert i samme retning (høyre side opp) som det opprinnelige bildet, bare mindre.
Brennviddeformel
Å finne brennvidde bruker brennviddeformelen og krever å vite avstanden fra det opprinnelige objektet til linsenuog avstanden fra linsen til bildetv. Linseformelen sier at det inverse av avstanden fra objektet pluss avstanden til bildet tilsvarer det inverse av brennviddef. Ligningen, matematisk, er skrevet:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Noen ganger skrives brennvidde ligningen som:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
hvororefererer til avstanden fra objektet til linsen,Jegrefererer til avstanden fra linsen til bildet ogfer brennvidde.
Avstandene måles fra objektet eller bildet til polen på linsen.
Brennviddeeksempler
For å finne brennvidden til et objektiv måler du avstandene og kobler tallene til formelen for brennvidde. Forsikre deg om at alle målinger bruker det samme målesystemet.
Eksempel 1: Den målte avstanden fra en linse til objektet er 20 centimeter og fra objektivet til bildet er 5 centimeter. Fullføring av brennviddeformelen gir:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {eller} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Å redusere summen gir} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Brennvidden er derfor 4 centimeter.
Eksempel 2: Den målte avstanden fra en linse til objektet er 10 centimeter og avstanden fra objektivet til bildet er 5 centimeter. Brennvidde-ligningen viser:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Then} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Å redusere dette gir:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3.33}
Brennvidden på linsen er derfor 3,33 centimeter.