Sisältö
Ennen 1590-lukua roomalaisten ja viikinkien juontavat yksinkertaiset linssit sallivat rajoitetun suurennuksen ja yksinkertaiset silmälasit. Zacharias Jansen ja hänen isänsä yhdistivät linssit yksinkertaisista suurennuslasista mikroskooppien rakentamiseksi, ja siitä lähtien mikroskoopit ja kaukoputket muuttivat maailmaa. Linssien polttovälin ymmärtäminen oli ratkaisevaa niiden voimien yhdistämisessä.
Linssityypit
Linssejä on kahta tyyppiä: kupera ja kovera. Kuperat linssit ovat keskeltä paksumpia kuin reunat ja aiheuttavat valonsäteiden lähentymisen pisteeseen. Koverat linssit ovat reunoista paksumpia kuin keskeltä ja aiheuttavat valonsäteiden erilaisuuden.
Kuperat ja koverat linssit ovat eri kokoonpanoissa. Plano-kupera linssi on toisella puolella tasainen ja toisella kupera, kun taas kaksoiskupera (kutsutaan myös kaksoiskuperaksi) linssiksi on kupera molemmin puolin. Plano-kovera linssi on toisella puolella tasainen ja toisella puolella kovera, kun taas kaksois-kovera (tai kaksoiskovera) linssi on kovera molemmin puolin.
Yhdistettyä koveraa ja kuperaa linssiä, jota kutsutaan koveroksi-kuperaksi linssiksi, kutsutaan yleisemmin positiiviseksi (lähentyväksi) meniskin linssiksi. Tämä linssi on kupera toisella puolella ja kovera pinta toisella puolella, ja säde koveralla puolella on suurempi kuin kuperan puolen säde.
Yhdistettyä kuperaa ja koveraa linssiä, jota kutsutaan kuperaksi koveraksi linssiksi, kutsutaan yleisemmin negatiiviseksi (divergentiksi) meniskin linssiksi. Tällä linssillä, kuten kovera-kuperalinssillä, on kovera puoli ja kupera puoli, mutta kovera pinnan säde on pienempi kuin kuperan pinnan säde.
Polttovälin fysiikka
Linssin polttoväli f on etäisyys linssistä polttopisteeseen F. Valonsäteet (yhden taajuuden), jotka kulkevat yhdensuuntaisesti kuperan tai koveran kuperan linssin optisen akselin kanssa, kohtaavat polttopisteessä.
Kupera linssi konvergoi yhdensuuntaiset säteet polttopisteeseen, jolla on positiivinen polttoväli. Koska valo kulkee linssin läpi, positiiviset kuvan etäisyydet (ja oikeat kuvat) ovat linssin vastakkaisella puolella esineestä. Kuva käännetään (ylöspäin alaspäin) suhteessa todelliseen kuvaan.
Kovera linssi poikkeaa yhdensuuntaisista säteistä polttopisteestä, sen negatiivinen polttoväli on ja muodostaa vain virtuaalisia, pienempiä kuvia. Negatiiviset kuvaetäisyydet muodostavat virtuaalikuvia samalla linssillä kuin objekti. Kuva suunnataan samaan suuntaan (oikea puoli ylöspäin) kuin alkuperäinen kuva, vain pienempi.
Focal Length Formula
Polttovälin löytäminen käyttää polttovälin kaavaa ja vaatii etäisyyden alkuperäisestä esineestä objektiiviin U ja etäisyys linssistä kuvaan v. Objektiivikaava sanoo, että etäisyyden käänteinen esineestä plus etäisyys kuvalle on sama kuin polttovälin käänteinen f. Kaava matemaattisesti kirjoitetaan:
Frac {1} {u} + frac {1} {v} = frac {1} {f}Joskus polttoväliyhtälö kirjoitetaan:
Frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}missä O viittaa etäisyyteen esineestä linssiin, minä viittaa etäisyyteen linssistä kuvaan ja f on polttoväli.
Etäisyydet mitataan kohteesta tai kuvasta objektiivin napaan.
Esimerkkejä polttovälistä
Jos haluat löytää linssin polttovälin, mittaa etäisyydet ja kytke numerot polttovälin kaavaan. Varmista, että kaikissa mittauksissa käytetään samaa mittausjärjestelmää.
Esimerkki 1: Mitattu etäisyys linssistä kohteeseen on 20 senttimetriä ja linssistä kuvaan 5 senttimetriä. Kun polttovälin kaava täydennetään, saadaan:
frac {1} {20} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {or} ; frac {1} {20} + frac {4} {20} = frac {5} {20} {Summan pienentäminen antaa} frac {5} {20} = frac {1} { 4}Polttoväli on siis 4 senttimetriä.
Esimerkki 2: Mitattu etäisyys linssistä kohteeseen on 10 senttimetriä ja etäisyys linssistä kuvaan on 5 senttimetriä. Polttoväliyhtälö näyttää:
frac {1} {10} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {then} ; Frac {1} {10} + frac {2} {10} = frac {3} {10}Tämän pienentäminen antaa:
Frac {3} {10} = frac {1} {3.33}Objektiivin polttoväli on siis 3,33 senttimetriä.