Hvordan påvirker linsens tykkelse brændvidden?

Objektiver er normalt glas- eller plastmaterialer med to overflader, gennem hvilke lys passerer. De producerer billeder, der kan være forstørrelser eller reduktioner af et emne. En objektivoverflade kan være flad, konkave eller konveks. I en konvergerende linse konvergerer lysstråler, der passerer gennem linsen, et brændpunkt på den modsatte side. I en divergerende linse kommer stråler ud af linsen som om de kom fra et brændpunkt på den modsatte side. I hvert tilfælde er afstanden mellem brændpunktet og linsens vertikale akse brændvidden.

Form

Overfladerne på en konvergerende linse er konvekse på ydersiden og deres brændvidder er positive. En objektiv overflade, der er konkav på ydersiden, er en divergerende linse med negativ brændvidde. Krumningsradius for en linse er radiusen af ​​en imaginær kugle, hvorfra objektivoverfladen blev skåret.

Refraktiv indeks

Et objektivmateriales optiske egenskab er dets brydningsindeks. Først defineret af hollandsk matematiker Willebrord Snellius i det 17. århundrede, er det forholdet mellem lysets hastighed i et vakuum og lysets hastighed i det pågældende materiale. Brændingsindekset for vand er 1,33 og for glas er det 1,5.

Tyndt objektiv

En objektivs optiske akse er en lige linje, der passerer gennem midtpunktet af hver linseoverflade. Et tyndt objektiv har en ubetydelig tykkelse på dette tidspunkt i forhold til dens brændvidde. Linsen bøjer, eller bryder, lyser øjeblikkeligt på et centralt plan, der er lodret til den optiske akse. Den gensidige af brændvidden af ​​en tynd linse er lig med brydningsindekset multipliceret med summen af ​​krumningsradius for hver linseoverflade.

Hovedplaner

I virkeligheden er beregningerne af Et objektivsystemets brændvidde skal tage højde for afstanden mellem linsens overflader. Hovedplaner er matematiske begreber af overflader i linsesystemet, hvor brydningen sker. Det enkleste system har et forreste hovedplan, hvor en lysstråle rammer linsen og et bageste hovedplan, hvor det kommer frem. Disse plan er vinkelret på den optiske akse og krydser aksen på hovedpunkter, også kaldet nodepunkter.

Tykt linse

Gullstrands ligning, der er opkaldt efter det 19. århundrede svenske øjenlæge Allvar Gullstrand, er en matematisk formel til beregning af brændvidden af ​​en tykk linse. Det relaterer brændvidden af ​​hele linse til linsetykkelsen ved den optiske akse, linsematerialets brydningsindeks og brændvidden af ​​hver overflade. Den enkelte overfladebrændvidde er afstanden mellem hvert brændpunkt og dets knudepunkt i linsen.