Jak grubość soczewki wpływa na ogniskową?

Posted on
Autor: Lewis Jackson
Data Utworzenia: 5 Móc 2021
Data Aktualizacji: 1 Lipiec 2024
Anonim
Focal Length Explained - Physics of Lenses
Wideo: Focal Length Explained - Physics of Lenses

Zawartość

Ogniskowa obiektywu pokazuje, jak daleko od obiektywu powstaje zogniskowany obraz, jeśli promienie świetlne zbliżające się do obiektywu są równoległe. Obiektyw o większej „sile zginania” ma krótszą ogniskową, ponieważ bardziej skutecznie zmienia ścieżkę promieni świetlnych niż soczewka słabsza. Przez większość czasu możesz traktować soczewkę jako cienką i ignorować wszelkie efekty grubości, ponieważ grubość soczewki jest znacznie mniejsza niż ogniskowa. Jednak w przypadku grubszych soczewek ich grubość ma znaczenie i ogólnie skutkuje krótszą ogniskową.

TL; DR (Too Long; Didnt Read)

Pod warunkiem, że wszystkie inne aspekty obiektywu są równe, grubszy obiektyw skróci ogniskową (fa) w porównaniu do cieńszej soczewki, według równania producenta soczewki:

(1 / fa) = (n – 1) × {(1/R1) – (1/R2) + }

Gdzie t oznacza grubość soczewki, n jest współczynnikiem załamania światła i R1 i R2 opisać krzywiznę powierzchni po obu stronach soczewki.

Równanie twórcy obiektywu

Równanie twórcy obiektywu opisuje związek między grubością obiektywu a jego ogniskową (fa):

(1 / fa) = (n – 1) × {(1/R1) – (1/R2) + }

W tym równaniu istnieje wiele różnych terminów, ale dwie najważniejsze rzeczy, na które należy zwrócić uwagę, to: t oznacza grubość obiektywu, a ogniskowa to odwrotność wyniku po prawej stronie. Innymi słowy, jeśli prawa strona równania jest większa, ogniskowa jest mniejsza.

Inne terminy, które musisz znać z równania to: n jest współczynnikiem załamania światła soczewki, oraz R1 i R2 opisać krzywiznę powierzchni soczewki. W równaniu użyto „R”, Ponieważ oznacza promień, więc jeśli rozszerzysz krzywą z każdej strony soczewki na cały okrąg, to R wartość (z indeksem dolnym 1 po stronie, z której światło wchodzi do soczewki i 2 po stronie, z której opuści soczewkę) wskazuje promień tego okręgu. Płytka krzywa będzie miała większy promień.

Grubość soczewki

The t pojawia się w liczniku ostatniej frakcji w równaniu twórcy soczewek i dodajesz ten termin do innych części po prawej stronie. Oznacza to, że większa wartość t (tj. grubsza soczewka) sprawi, że prawa strona będzie miała większą wartość, pod warunkiem, że promienie jednej połowy soczewki i współczynnik załamania światła pozostaną takie same. Ponieważ odwrotnością tej strony równania jest ogniskowa, oznacza to, że grubsza soczewka będzie miała ogólnie mniejszą ogniskową niż cieńsza soczewka.

Można to zrozumieć intuicyjnie, ponieważ załamanie promieni świetlnych po ich wejściu do szkła (które ma wyższy współczynnik załamania światła niż powietrze) umożliwia soczewce spełnianie swojej funkcji, a więcej szkła zwykle oznacza więcej czasu na załamanie światła.

Krzywizna soczewki

The R terminy są kluczową częścią równania twórcy obiektywu i pojawiają się w każdym terminie po prawej stronie. Opisują one, jak zakrzywiona jest soczewka i wszystkie z nich pojawiają się w mianownikach ułamków. Odpowiada to większemu promieniowi (tj. Mniej zakrzywionemu obiektywowi), co generalnie daje większą ogniskową. Pamiętaj, że termin, który zawiera tylko R2 jest jednak odejmowane od równania, co oznacza mniejszy R2 wartość (bardziej wyraźna krzywa) zmniejsza wartość po prawej stronie (a tym samym zwiększa ogniskową), natomiast większa R1 wartość robi to samo. Jednak oba promienie pojawiają się w ostatnim okresie, a mniejsza krzywizna dla dowolnej części w tym przypadku zwiększa ogniskową.

Współczynnik załamania światła

Współczynnik załamania szkła zastosowanego w soczewce (n) wpływa również na ogniskową, jak pokazuje równanie twórcy obiektywu. Współczynnik załamania szkła wynosi od około 1,45 do 2,00, a ogólnie wyższy współczynnik załamania oznacza, że ​​soczewka bardziej skutecznie wygina światło, zmniejszając w ten sposób ogniskową obiektywu.