เลนส์บาง

แบบจำลองเลนส์บางรวมการหักเหของผิวเลนส์ไว้ที่ระนาบเชิงผลหนึ่งระนาบและเชื่อม ระยะห่างของวัตถุ, ระยะห่างของภาพ และ ทางยาวโฟกัส เหมาะกับ รังสีพาราแอกเซียล และเป็นจุดเริ่มต้นของระบบ การถ่ายภาพ แต่เลนส์หนาและมุมกว้างต้องใช้แบบจำลองละเอียดกว่า

ทางยาวโฟกัส และชนิดเลนส์

เลนส์รวมแสงนำ รังสีพาราแอกเซียลขนานกัน ไปยัง โฟกัสที่แท้จริง และใน การประชุม ทั่วไป f>0 ส่วนเลนส์กระจายทำให้ รังสีเอกซ์ ดูเหมือนมาจาก โฟกัสเสมือน และ f<0

ทางยาวโฟกัส ขึ้นกับ ความโค้ง, ดัชนีการหักเหของแสง ของเลนส์ และ ปานกลาง รอบข้าง ไม่ใช่รูปร่างเพียงอย่างเดียว

สมการเลนส์บาง

ใน แบบแผนเป็นจริงเป็นเชิงบวก เขียน 1/f=1/d_o+1/d_i โดย วัตถุจริง มี d_o>0, ภาพที่แท้จริง d_i>0 และ ภาพเสมือนจริง d_i<0 อย่างไรก็ตามตำราอื่นอาจใช้ การประชุม ต่าง จึงควรประกาศก่อนคำนวณ

สำหรับ เลนส์มาบรรจบกัน ถ้า d_o>f มักได้ ภาพที่แท้จริง, d_o=f ให้ รูปภาพ ที่ อนันต์ ใน โมเดลในอุดมคติ และ d_o<f ให้ ภาพขยายแนวตั้งเสมือนจริง

กำลังขยาย

กำลังขยายตามขวาง m=h_i/h_o=−d_i/d_o เครื่องหมายลบหมายถึงภาพกลับหัว ส่วนค่าบวก ตั้งตรง และ |m| บอกขนาดเทียบวัตถุ

จึงไม่สามารถหาขนาดภาพจาก ทางยาวโฟกัส อย่างเดียว ต้องรู้ ระยะห่างของวัตถุ หรือ ระยะห่างของภาพ เพิ่ม

แผนภาพรังสี

รังสี ที่ขนานแกนหลักหักเหผ่าน โฟกัสไกล, รังสี ผ่าน ศูนย์แสง เดินเกือบตรงใน การประมาณเลนส์บาง และ รังสี ผ่าน ใกล้โฟกัส ออกขนานแกน ใช้สองเส้นก็หาตำแหน่งภาพเชิงภาพได้

แผนภาพรังสี เป็น การตรวจสอบเชิงคุณภาพ ที่ดี แต่ไม่แทน การออกแบบแสงที่แม่นยำ ของเลนส์จริงทุกกรณี

ความผิดปกติ และขอบเขต

ความคลาดเคลื่อนทรงกลม ทำให้ รังสีเอกซ์ ที่ห่างแกนมากโฟกัสต่างตำแหน่ง ส่วน ความคลาดเคลื่อนของสี เกิดเพราะ n ขึ้นกับ ความยาวคลื่น จึงทำให้สีต่าง ทางยาวโฟกัส

ระบบกล้องและ กล้องจุลทรรศน์ ใช้หลาย องค์ประกอบเลนส์, พื้นผิวทรงกลม และ การเคลือบ เพื่อแก้ ความผิดปกติ แบบจำลอง เลนส์บาง จึงเป็น การประมาณครั้งแรก ไม่ใช่คำอธิบายทั้งหมด

กำลังเลนส์และเลนส์หลายตัว

กำลังเลนส์ P=1/f เมื่อ f ใช้หน่วย เมตร หน่วยคือ ไดออปเตอร์ สำหรับ เลนส์บาง ที่วางชิดกันโดยประมาณ P_ทั้งหมด=P₁+P₂ เช่น +2 D กับ −1 D ให้ระบบ +1 D

ถ้าเลนส์แยกห่างกัน การบวก อำนาจ ตรง ๆ ไม่ แน่นอน เพราะ การแยก เปลี่ยน ทางยาวโฟกัสที่มีประสิทธิภาพ และตำแหน่ง เครื่องบินหลัก

ภาพจริงกับภาพเสมือน

ภาพจริงเกิดเมื่อ รังสีเอกซ์ จริง มาบรรจบกัน ที่ตำแหน่งภาพและสามารถรับบน หน้าจอ ได้ ส่วนภาพเสมือนเกิดจากการ คาดการณ์รังสี ย้อนหลังและไม่สามารถรับบน หน้าจอ ที่ตำแหน่งนั้นได้โดยตรง

คำว่า จริง/เสมือน ไม่ได้หมายถึงภาพหนึ่งมีอยู่จริงกว่าอีกภาพหนึ่ง ดวงตาสามารถมองภาพเสมือนผ่านเลนส์ขยายได้อย่างชัดเจน

แบบฝึกหัด

เลนส์รวม

f=10 cm, d_o=30 cm

เฉลย: d_i=15 cm

กำลังขยาย

กรณีเดิม

เฉลย: m=−0.50

วัตถุใน โฟกัส

f=10 cm, d_o=5 cm

เฉลย: d_i=−10 cm เป็น ภาพเสมือนจริง