Как дебелината на лещата влияе на фокусното разстояние?

Posted on
Автор: Lewis Jackson
Дата На Създаване: 5 Може 2021
Дата На Актуализиране: 1 Юли 2024
Anonim
Как дебелината на лещата влияе на фокусното разстояние? - Наука
Как дебелината на лещата влияе на фокусното разстояние? - Наука

Съдържание

Фокусното разстояние на обектива ви показва колко далеч от обектива се създава фокусирано изображение, ако светлинните лъчи, приближаващи се към лещата, са успоредни. Обективът с повече „сила на огъване“ има по-късо фокусно разстояние, тъй като променя пътя на светлинните лъчи по-ефективно от по-слабата леща. През повечето време можете да третирате лещата като тънка и да пренебрегвате всякакви ефекти от дебелината, защото дебелината на лещата е много по-малка от фокусното разстояние. Но за по-дебелите лещи, колко дебели са, имат значение и като цяло водят до по-кратко фокусно разстояние.


TL; DR (Твърде дълго; Не четях)

При условие, че всички останали аспекти на лещата са равни, по-дебелата леща ще намали фокусното разстояние (е) в сравнение с по-тънка леща, по уравнението на производителя на лещи:

(1 / е) = (н – 1) × {(1/R1) – (1/R2) + }

Където т означава дебелината на лещата, н е индексът на пречупване и R1 и R2 опишете кривината на повърхността от двете страни на лещата.

Уравнението на производителя на обектива

Уравнението на производителя на лещи описва връзката между дебелината на обектива и фокусното му разстояние (е):

(1 / е) = (н – 1) × {(1/R1) – (1/R2) + }

В това уравнение има много различни термини, но двете най-важни неща, които трябва да отбележим, са, че т означава дебелината на лещата, а фокусното разстояние е реципрочен на резултата от дясната страна. С други думи, ако дясната страна на уравнението е по-голяма, фокусното разстояние е по-малко.


Другите термини, които трябва да знаете от уравнението са: н е показателят на пречупване на лещата и R1 и R2 опишете кривината на повърхностите на лещите. Уравнението използва „R", Защото означава радиус, така че ако разширите кривата на всяка страна на обектива в цял кръг, то R стойност (с индекс 1 за страната, на която светлината влиза в лещата при и 2 за страната, която оставя обектива при), ви казва радиуса на този кръг. Така една по-плитка крива ще има по-голям радиус.

Дебелина на обектива

Най- т се появява в числителя на последната част от уравнението на производителя на обектива и добавяте този термин върху другите части на дясната страна. Това означава, че по-голяма стойност на т (т.е. по-дебела леща) ще накара дясната страна да има по-голяма стойност, при условие че радиусите на всяка половина на лещата и коефициентът на пречупване останат същите. Тъй като реципрочната на тази страна на уравнението е фокусното разстояние, това означава, че по-дебелата леща обикновено има по-малко фокусно разстояние от по-тънката леща.


Можете да разберете това интуитивно, защото пречупването на светлинните лъчи при навлизането им в стъклото (което има по-висок коефициент на пречупване от въздуха) позволява на лещата да изпълнява своята функция, а повече стъкло обикновено означава повече време за пречупване.

Кривината на обектива

Най- R термините са ключова част от уравнението на производителя на лещи и се появяват във всеки термин от дясната страна. Те описват колко извита е лещата и всички те се появяват в знаменателите на фракциите. Това съответства на по-голям радиус (т.е., по-малко извита леща), като цяло има по-голямо фокусно разстояние. Обърнете внимание, че терминът, който съдържа само R2 обаче се изважда от уравнението, което означава по-малко R2 стойност (по-изразена крива) намалява стойността на дясната страна (и по този начин увеличава фокусното разстояние), докато по-голяма R1 стойност прави същото. И двата радиуса обаче се появяват в последния мандат и по-малкото кривина на всяка една част в този случай увеличава фокусното разстояние.

Индексът на пречупване

Показателят на пречупване на стъклото, използвано в лещата (н) също влияе върху фокусното разстояние, както е показано от уравнението на производителя на обектива. Индексът на пречупване на стъклото варира от около 1,45 до 2,00, а като цяло по-големият коефициент на пречупване означава, че лещата огъва светлината по-ефективно, като по този начин намалява фокусното разстояние на лещата.