Λεπτοί φακοί

Συγκλίνοντες και αποκλίνοντες φακοί

Σε μία συνεπή υπογράψει σύμβαση, συγκλίνον φακό έχει f>0 και αποκλίνων φακός f<0. Το πρόσημο της απόσταση εικόνας δηλώνει αν η εικόνα είναι πραγματική ή εικονική.

Τα πρόσημα δεν πρέπει να απομνημονεύονται αποκομμένα. Διαλέξτε μία σύμβαση, σχεδιάστε τον οπτικό άξονα και εφαρμόστε την παντού.

Εξίσωση λεπτού φακού

Η βασική σχέση είναι 1/f=1/d_o+1/d_i. Αν f=10 cm και d_o=30 cm, τότε 1/d_i=1/10−1/30=1/15 και d_i=15 cm.

Η εξίσωση είναι γεωμετρική συνέπεια της παραξονικής διάθλασης. Δεν περιγράφει από μόνη της εκτροπές ή πεπερασμένο διάφραγμα.

Ray κατασκευή

Για συγκλίνον φακό, ακτίνα παράλληλη στον άξονα περνά από το εστίαση στην πλευρά της εικόνας, ακτίνα μέσω οπτικό κέντρο παραμένει περίπου ευθεία στο μοντέλο λεπτού φακού, και ακτίνα που κατευθύνεται στο εστίαση στην πλευρά του αντικειμένου εξέρχεται παράλληλη.

Η τομή των πραγματικών ακτίνες δίνει πραγματική εικόνα. Αν οι εξερχόμενες οι ακτίνες αποκλίνουν, η τομή των προεκτάσεων προς τα πίσω δίνει εικονική εικόνα.

Μεγέθυνση

Η εγκάρσια μεγέθυνση είναι m=h_i/h_o=−d_i/d_o σε συνηθισμένη σύμβαση. Αρνητικό m αντιστοιχεί σε ανεστραμμένη εικόνα.

Μεγέθυνση δεν είναι το ίδιο με οπτική ισχύς. Δύναμη P=1/f με f σε μέτρα και μονάδα διόπτρα D.

Αντικείμενο μέσα στο εστίαση

Για συγκλίνον φακό με d_o<f, οι εξερχόμενες οι ακτίνες αποκλίνουν και η εικόνα είναι εικονική, όρθιος και συχνά μεγεθύνεται. Αυτή είναι η βασική αρχή του μεγεθυντικού φακού.

Για πραγματικό αντικείμενο έξω από το εστίαση, η εικόνα μπορεί να είναι πραγματικό και ανεστραμμένο, με μέγεθος που εξαρτάται από το d_o.

Όρια πραγματικών φακών

Σφαιρική εκτροπή, χρωματική εκτροπή και πεπερασμένο διάφραγμα κάνουν τις πραγματικές εικόνες να αποκλίνουν από το ιδανικό μοντέλο λεπτού φακού. Σύνθετοι φακοί χρησιμοποιούν πολλαπλά στοιχεία για διόρθωση.

Για μεγάλες γωνίες η παραξιακή προσέγγιση αποτυγχάνει. Άρα ένα σωστό αριθμητική αποτέλεσμα στην εξίσωση δεν εγγυάται περιορισμένη σε περίθλαση ή χωρίς παρεκκλίσεις εικόνα.

Κατασκευαστής φακών και πολλαπλές επιφάνειες

Η εστιακή απόσταση ενός πραγματικού λεπτού φακού συνδέεται με δείκτη διάθλασης και καμπυλότητες των επιφανειών μέσω σχέση κατασκευαστή φακού. Η εξίσωση λεπτού φακού ξεκινά αφού το f θεωρηθεί γνωστό.

Σε σύνθετο οπτικό σύστημα οι ενδιάμεσες εικόνες λειτουργούν ως αντικείμενα για το επόμενο στοιχείο. Η διαδοχική εφαρμογή χρειάζεται συνεπή υπογράψει σύμβαση.

Λυμένο παράδειγμα