Jak grubość soczewki wpływa na ogniskową?

Ogniskowa obiektywu informuje, jak daleko od obiektywu powstaje zogniskowany obraz, jeśli promienie światła zbliżające się do obiektywu są równoległe. Obiektyw o większej „sile zginania” ma krótszą ogniskową, ponieważ skuteczniej zmienia drogę promieni świetlnych niż obiektyw słabszy. W większości przypadków można traktować soczewkę jako cienką i ignorować wszelkie efekty wynikające z grubości, ponieważ grubość soczewki jest znacznie mniejsza niż ogniskowa. Ale w przypadku grubszych obiektywów, ich grubość ma znaczenie i ogólnie skutkuje krótszą ogniskową.

Równanie producenta obiektywu opisuje zależność między grubością soczewki a jej ogniskową (fa​):

W tym równaniu występuje wiele różnych terminów, ale dwie najważniejsze rzeczy, na które należy zwrócić uwagę, to:toznacza grubość soczewki, a ogniskowa toodwrotnośćwyniku po prawej stronie. Innymi słowy, jeśli prawa strona równania jest większa, ogniskowa jest mniejsza.

Inne terminy, które musisz znać z równania, to:niejest współczynnikiem załamania soczewki, orazR​₁ iR​₂ opisać krzywiznę powierzchni soczewki. Równanie wykorzystuje „R”, ponieważ oznacza promień, więc jeśli rozszerzysz krzywiznę z każdej strony soczewki na cały okrąg,RWartość (z indeksem dolnym 1 dla strony, po której światło wpada do soczewki i 2 dla strony, po której opuszcza soczewkę) określa promień tego okręgu. Tak więc płytsza krzywa będzie miała większy promień.

tpojawia się w liczniku ostatniego ułamka w równaniu producenta obiektywu i dodajesz ten termin do pozostałych części po prawej stronie. Oznacza to, że większa wartośćt(tj. grubsza soczewka) sprawi, że prawa strona będzie miała większą wartość, pod warunkiem, że promienie jednej z połówek soczewki i współczynnik załamania pozostaną takie same. Ponieważ odwrotnością tej strony równania jest ogniskowa, oznacza to, że grubszy obiektyw będzie miał zwykle mniejszą ogniskową niż cieńszy obiektyw.

Możesz to zrozumieć intuicyjnie, ponieważ załamanie promieni świetlnych po wejściu do szkła (która ma wyższy współczynnik załamania światła niż powietrze) pozwala soczewce na pełnienie swojej funkcji, a więcej szkła oznacza na ogół więcej czasu na załamanie wystąpić.

RWyrażenia są kluczową częścią równania producenta soczewek i pojawiają się w każdym wyrażeniu po prawej stronie. Opisują one, jak zakrzywiona jest soczewka, a wszystkie z nich pojawiają się w mianownikach ułamków. Odpowiada to większemu promieniowi (tj. mniej zakrzywionej soczewce), co daje ogólnie większą ogniskową. Zwróć uwagę, że termin, który zawiera tylkoR​₂ jest jednak odejmowana od równania, co oznacza mniejszeR​₂ wartość (wyraźniejsza krzywa) zmniejsza wartość prawej strony (a tym samym zwiększa ogniskową), natomiast większaR​₁ wartość robi to samo. Jednak oba promienie pojawiają się w ostatnim okresie, a mniejsza krzywizna każdej części w tym przypadku zwiększa ogniskową.

Współczynnik załamania szkła zastosowanego w soczewce (nie) wpływa również na ogniskową, jak pokazuje równanie producenta obiektywu. Współczynnik załamania szkła waha się od około 1,45 do 2,00, a ogólnie większy współczynnik załamania oznacza, że ​​soczewka skuteczniej zagina światło, zmniejszając w ten sposób ogniskową soczewki.