Conţinut
Înainte de anii 1590, lentilele simple care datează din romani și vikingi permiteau mărirea limitată și ochelarii simpli. Zacharias Jansen și tatăl său au combinat lentile din lupi simple pentru a construi microscoape și, de acolo, microscoape și telescoape au schimbat lumea. Înțelegerea distanței focale a lentilelor a fost crucială pentru combinarea puterilor lor.
Tipuri de lentile
Există două tipuri de lentile de bază: convexe și concave. Lentilele convexe sunt mai groase la mijloc decât pe margini și determină convergența razelor de lumină într-un punct. Lentilele concave sunt mai groase pe margini decât la mijloc și determină divergerea razelor de lumină.
Lentilele convexe și concave vin în diferite configurații. Lentilele plano-convexe sunt plane pe o parte și convexe pe cealaltă, în timp ce lentile bi-convexe (numite și dublu-convexe) sunt convexe pe ambele părți. Lentilele plano-concave sunt plane pe o parte și concave pe cealaltă parte, în timp ce lentile bi-concave (sau dublu-concave) sunt concave pe ambele părți.
O lentilă convexă și convexă combinată numită lentile concavo-convexe este mai frecvent numită lentilă meniscală pozitivă (convergentă). Acest obiectiv este convex pe o parte, cu o suprafață concavă pe cealaltă parte, iar raza de pe partea concavă este mai mare decât raza laturii convexe.
O lentilă convexă și concavă combinată numită lentilă convexo-concavă este mai frecvent numită lentilă meniscală negativă (divergentă). Această lentilă, la fel ca lentila concavo-convexă, are o parte concavă și o parte convexă, dar raza de pe suprafața concavă este mai mică decât raza de pe partea convexă.
Fizica de lungime focală
Distanța focală a unui obiectiv f este distanța de la o lentilă la punctul focal F. Razele de lumină (cu o singură frecvență) care se deplasează paralel cu axa optică a unei lentile convexe sau concave-convexe se vor întâlni în punctul focal.
O lentilă convexă converg razele paralele într-un punct focal cu o distanță focală pozitivă. Deoarece lumina trece prin lentilă, distanțele pozitive ale imaginii (și imaginile reale) sunt pe partea opusă a obiectivului față de obiect. Imaginea va fi inversată (în sus în jos) în raport cu imaginea reală.
O lentilă concavă diverge razele paralele departe de un punct focal, are o distanță focală negativă și formează doar imagini virtuale, mai mici. Distanțele negative ale imaginii formează imagini virtuale pe aceeași parte a obiectivului ca obiectul. Imaginea va fi orientată în aceeași direcție (partea dreaptă în sus) ca imaginea originală, doar mai mică.
Formula de lungime focală
Găsirea distanței focale folosește formula distanței focale și necesită cunoașterea distanței de la obiectul inițial la obiectiv u și distanța de la obiectiv la imagine v. Formula obiectivului spune că inversul distanței de la obiect plus distanța la imagine este egal cu inversul distanței focale f. Ecuația, matematic, este scrisă:
Frac {1} {u} + frac {1} {v} = frac {1} {f}Uneori, ecuația distanței focale este scrisă ca:
Frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}Unde o se referă la distanța de la obiect la obiectiv, eu se referă la distanța de la obiectiv la imagine și f este distanța focală.
Distanțele sunt măsurate de la obiect sau imagine până la polul obiectivului.
Exemple de lungime focală
Pentru a găsi distanța focală a unui obiectiv, măsurați distanțele și conectați numerele la formula focalei. Asigurați-vă că toate măsurătorile folosesc același sistem de măsurare.
Exemplul 1: Distanța măsurată de la o lentilă la obiect este de 20 de centimetri și de la obiectiv la imagine este de 5 centimetri. Completarea formulei de distanță focală produce:
frac {1} {20} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {sau} ; frac {1} {20} + frac {4} {20} = frac {5} {20} {Reducerea sumei dă} frac {5} {20} = frac {1} { 4}Distanța focală este deci de 4 centimetri.
Exemplul 2: Distanța măsurată de la o lentilă la obiect este de 10 centimetri, iar distanța de la obiectiv la imagine este de 5 centimetri. Ecuația distanței focale arată:
frac {1} {10} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {Atunci} ; Frac {1} {10} + frac {2} {10} = frac {3} {10}Reducerea acestui lucru dă:
Frac {3} {10} = frac {1} {3.33}Distanța focală a obiectivului este deci de 3,33 centimetri.