Þunnar linsur

Þunn linsa beygir ljós með ljósbroti. Geislamynd gefur fyrst rúmfræðilega innsýn en linsujafnan gefur síðan myndfjarlægð og stækkun, svo lengi sem eitt formerkjakerfi er notað stöðugt.

Safnlinsa og dreifilinsa

Safnlinsa hefur jákvæða brennivídd í formerkjakerfinu sem hér er notað og safnar samsíða geislum í raunverulegan brennipunkt. Dreifilinsa hefur neikvæða brennivídd.

Formerki f gefur því strax mikilvæga vísbendingu um hvort linsan safnar eða dreifir geislum.

Safnlinsa og dreifilinsaFF1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ
Safnlinsa og dreifilinsa — Safnlinsa hefur jákvæða brennivídd í formerkjakerfinu sem hér er notað og safnar samsíða geislum í raunverulegan brennipunkt. Dreifilinsa hefur neikvæða brennivídd.

Þrír megingeislar byggja upp myndina

Geisli samsíða ásnum fer eftir safnlinsu um fjærbrennipunktinn. Geisli um optíska miðju heldur um það bil stefnu sinni og geisli um nærbrennipunktinn kemur út samsíða ásnum.

Tveir réttir geislar nægja til að staðsetja myndina og sá þriðji er gagnleg athugun. Fyrir dreifilinsu eru afturfram lengdar geislalínur notaðar til að finna sýndarmynd.

Linsujafnan og stækkun

1/f=1/dₒ+1/dᵢ og m=−dᵢ/dₒ. Jákvætt dᵢ táknar hér raunmynd hinum megin við linsuna.

Neikvætt m merkir öfuga mynd, jákvætt m upprétta. Stærðin |m| segir hversu stór myndin er miðað við hlutinn.

Þunnlinsureiknivél

Linsujafnan og stækkunbreytasvörunm = −dᵢ/dₒeðlisfræðilegt samband
Linsujafnan og stækkun — 1/f=1/dₒ+1/dᵢ og m=−dᵢ/dₒ . Jákvætt dᵢ táknar hér raunmynd hinum megin við linsuna.

Staðsetning hlutar ræður myndgerð

Fyrir safnlinsu og dₒ>f myndast raunmynd sem er öfug. Ef dₒ

Þegar dₒ=f koma geislarnir út samsíða og hugsjónalíkanið gefur myndfjarlægð sem stefnir á óendanlegt.

Geislamynd er öryggisathugun fyrir algebruna

Einföld teikning segir hvaða formerki og myndgerð eru líkleg áður en reiknað er. Ef útkoman stangast á við myndina skal fyrst athuga formerki.

Þunnlinsulíkanið sleppir þykkt linsunnar og göllum eins og kúlu- og litvikum. Það er best fyrir paraxíalgeisla og linsu sem má líta á sem optískt þunna.

Leyst dæmi

1. Raunmynd

f=10 cm, dₒ=30 cm.

Lausn

dᵢ=15 cm, m=−0,50.

2. Innan brennivíddar

f=10 cm, dₒ=5 cm.

Lausn

dᵢ=−10 cm, m=+2: sýnd og upprétt.

3. Dreifilinsa

f=−12 cm, dₒ=24 cm.

Lausn

dᵢ=−8 cm, því myndin er sýnd.

Formerki linsu eru skilgreiningaratriði og mismunandi bækur geta valið önnur kerfi. Rétt niðurstaða fæst ef sama kerfi er notað frá upphafi til enda. Fyrir þykkar linsur, mjög stór op eða geisla langt frá optíska ásnum þarf nákvæmara líkan með höfuðflötum og linsuvikum.

Í raunverulegri ljósfræði þarf alltaf að tengja hugsjónarúmfræði við það sem er mælt. Brotstuðull, brennivídd og mörk hegðunar geta verið háð bylgjulengd og raunverulegur ljósgeisli hefur endanlega breidd. Lítil frávik frá hugsjón geta því orðið sýnileg nálægt markhorni eða þegar reiknuð myndfjarlægð verður mjög stór. Góð aðferð er að nota bæði geislateikningu og jöfnu og athuga síðan hvort formerki, stærðargráða og jaðartilvik séu eðlisfræðilega skynsamleg. Niðurstaðan gildir innan forsendna líkansins: slétt skil eða þunn linsa, paraxíalgeislar þegar þess er krafist og einsleitt efni með vel skilgreindan brotstuðul. Ef þessar forsendur bresta þarf bylgjuljósfræði eða nákvæmari geislasporun, en grunnlögmálin eru áfram mikilvæg sem samkvæmnispróf.