Pred 90. rokmi 15. storočia umožňovali jednoduché šošovky siahajúce až k Rimanom a Vikingom obmedzené zväčšenie a jednoduché okuliare. Zacharias Jansen a jeho otec skombinovali šošovky z jednoduchých zväčšovacích skiel na výrobu mikroskopov a odtiaľ zmenili svet aj mikroskopy a ďalekohľady. Pochopenie ohniskovej vzdialenosti šošoviek bolo rozhodujúce pre spojenie ich schopností.
Typy objektívov
Existujú dva základné typy šošoviek: konvexné a konkávne. Konvexné šošovky sú v strede hrubšie ako na okrajoch a spôsobujú, že svetelné lúče sa zbiehajú do určitého bodu. Konkávne šošovky sú na okrajoch hrubšie ako v strede a spôsobujú rozchádzanie svetelných lúčov.
Konvexné a konkávne šošovky sa dodávajú v rôznych konfiguráciách. Plano-konvexné šošovky sú na jednej strane ploché a konvexné na druhej strane, zatiaľ čo bikonvexné (tiež nazývané dvakrát konvexné) šošovky sú konvexné na oboch stranách. Plano-konkávne šošovky sú na jednej strane ploché a na druhej strane konkávne, zatiaľ čo bikonkávne (alebo dvakrát konkávne) šošovky sú konkávne na oboch stranách.
Kombinovaná konkávna a konvexná šošovka, ktorá sa nazýva konkávno-konvexné šošovky, sa častejšie nazýva pozitívna (zbiehavá) šošovka menisku. Tento objektív je na jednej strane konvexný s konkávnym povrchom na druhej strane a polomer na konkávnej strane je väčší ako polomer konvexnej strany.
Kombinovaná konvexná a konkávna šošovka, ktorá sa nazýva konvexno-konkávna šošovka, sa častejšie nazýva negatívna (divergentná) šošovka menisku. Táto šošovka, rovnako ako konkávno-konvexná šošovka, má konkávnu stranu a konvexnú stranu, ale polomer na konkávnom povrchu je menší ako polomer na konvexnej strane.
Fyzika ohniskovej vzdialenosti
Ohnisková vzdialenosť objektívufje vzdialenosť od objektívu k ohniskuF. Svetelné lúče (jednej frekvencie) cestujúce rovnobežne s optickou osou konvexnej alebo konkávno-konvexnej šošovky sa stretnú v ohniskovom bode.
Konvexná šošovka prevádza rovnobežné lúče na ohnisko s kladnou ohniskovou vzdialenosťou. Pretože svetlo prechádza objektívom, pozitívne vzdialenosti obrazu (a skutočné obrazy) sú na opačnej strane objektívu od objektu. Obrázok bude obrátený (hore dole) vzhľadom na skutočný obrázok.
Konkávna šošovka odchyľuje rovnobežné lúče od ohniska, má negatívnu ohniskovú vzdialenosť a vytvára iba virtuálne menšie obrázky. Vzdialenosti negatívneho obrazu vytvárajú virtuálne obrázky na tej istej strane objektívu ako objekt. Obrázok bude orientovaný rovnakým smerom (pravá strana hore) ako pôvodný obrázok, len bude menší.
Vzorec ohniskovej vzdialenosti
Pri hľadaní ohniskovej vzdialenosti sa používa vzorec ohniskovej vzdialenosti a vyžaduje sa znalosť vzdialenosti od pôvodného objektu k objektívuua vzdialenosť od šošovky k obrázkuv. Vzorec šošovky hovorí, že inverzná vzdialenosť od objektu plus vzdialenosť k obrázku sa rovná inverznej hodnote ohniskovej vzdialenostif. Rovnica je matematicky napísaná:
\ frac {1} {u} + \ frac {1} {v} = \ frac {1} {f}
Niekedy je rovnica ohniskovej vzdialenosti napísaná ako:
\ frac {1} {o} + \ frac {1} {i} = \ frac {1} {f}
kdeooznačuje vzdialenosť od objektu k objektívu,isa vzťahuje na vzdialenosť od objektívu k obrazu afje ohnisková vzdialenosť.
Vzdialenosti sa merajú od objektu alebo obrazu k pólu šošovky.
Príklady ohniskovej vzdialenosti
Ak chcete zistiť ohniskovú vzdialenosť objektívu, zmerajte vzdialenosti a vložte čísla do vzorca ohniskovej vzdialenosti. Uistite sa, že všetky merania používajú rovnaký systém merania.
Príklad 1: Nameraná vzdialenosť od objektívu k objektu je 20 centimetrov a od objektívu k obrazu je 5 centimetrov. Po dokončení vzorca s ohniskovou vzdialenosťou sa získa:
\ frac {1} {20} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {alebo} \; \ frac {1} {20} + \ frac {4} {20} = \ frac {5} {20} \\ \ text {Zníženie súčtu dáva} \ frac {5} {20} = \ frac {1} {4}
Ohnisková vzdialenosť je teda 4 centimetre.
Príklad 2: Nameraná vzdialenosť od objektívu k objektu je 10 centimetrov a vzdialenosť od objektívu k obrazu je 5 centimetrov. Rovnica ohniskovej vzdialenosti ukazuje:
\ frac {1} {10} + \ frac {1} {5} = \ frac {1} {f} \\ \ text {Then} \; \ frac {1} {10} + \ frac {2} {10} = \ frac {3} {10}
Toto zníženie dáva:
\ frac {3} {10} = \ frac {1} {3,33}
Ohnisková vzdialenosť objektívu je teda 3,33 centimetra.