Садржај
Пре 1590-их, једноставне леће које датирају још од времена када су Римљани и Викинги омогућавали ограничено увећање и једноставне наочаре. Захаријас Јансен и његов отац комбиновали су сочива из једноставних повећала за израду микроскопа и одатле су микроскопи и телескопи променили свет. Разумевање фокусне дужине сочива било је пресудно за комбиновање њихових моћи.
Типови сочива
Постоје две основне врсте сочива: конвексна и конкавна. Конвексне леће су у средини дебље него на ивицама и узрокују да се светлосни зраци конвергирају у тачку. Конкавне леће су на ивицама дебље него у средини и узрокују да се светлосне зраке разилазе.
Конвексна и конкавна сочива долазе у различитим конфигурацијама. Плано-конвексна сочива су равна са једне стране, а на другој конвексна, док су двоконвексна сочива са обе стране конвексна. Плано-конкавна сочива су равна на једној страни, а на другој конкавна, док су дво-конкавна сочива са обе стране.
Комбинована конкавна и конвексна сочива која се називају конкаво-конвексна сочива чешће се називају позитивна (конвергентна) сочива менискуса. Ова сочива је конвексна на једној страни са конкавном површином на другој страни, а полумјер на конкавној страни је већи од полупречника са конвексном страном.
Комбинована конвексна и конкавна сочива која се назива конвексно-конкавна сочива чешће се назива негативна (дивергентна) менискуса. Ова сочива, попут конкавно-конвексне леће, има конкавну страну и конвексну страну, али полумјер на конкавној површини је мањи од полупречника на конвексној страни.
Физика фокусне дужине
Фокална дужина сочива ф је удаљеност од сочива до жаришта Ф. Светлосни зраци (једне фреквенције) који иду паралелно са оптичком оси конвексне или конкаво-конвексне сочива састаће се у жаришту.
Конвексна сочива конвертира паралелне зраке у жариште са позитивном жаришном дужином. Пошто светлост пролази кроз сочиво, позитивне удаљености слике (и стварне слике) су на супротној страни сочива од објекта. Слика ће бити обрнута (према горе) у односу на стварну слику.
Конкавно сочиво одваја паралелне зраке даље од жаришта, има негативну жаришну дуљину и формира само виртуелне, мање слике. Негативне удаљености слике стварају виртуелне слике на истој страни сочива као и објект. Слика ће бити оријентисана у истом смеру (десно нагоре) као и оригинална слика, само мања.
Формула фокусне дужине
Проналажење фокусне дужине користи формулу фокусне дужине и захтева познавање удаљености од оригиналног објекта до објектива у и удаљеност од објектива до слике в. Формула сочива каже да је инверзија удаљености од објекта плус удаљеност до слике једнака инверзној фокусној удаљености ф. Математички једначина је написана:
фрац {1} {у} + фрац {1} {в} = фрац {1} {ф}Понекад се једнаџба фокусне дужине пише као:
фрац {1} {о} + фрак {1} {и} = фрац {1} {ф}где о односи се на удаљеност од објекта до сочива, ја односи се на удаљеност од сочива до слике и ф је фокусна дужина.
Растојања се мере од предмета или слике до пола сочива.
Примери фокусне дужине
Да бисте пронашли фокусну дужину сочива, измерите удаљености и укључите бројеве у формулу фокусне дужине. Будите сигурни да сва мерења користе исти мерни систем.
Пример 1: Измерјена удаљеност од сочива до објекта је 20 центиметара, а од сочива до слике 5 центиметара. Попуњавањем формуле жаришне дуљине добива се:
фрац {1} {20} + фрак {1} {5} = фрац {1} {ф} {или} ; фрац {1} {20} + фрац {4} {20} = фрац {5} {20} {Смањивање суме даје} фрац {5} {20} = фрац {1} { 4}Жаришна дужина је, дакле, 4 центиметра.
Пример 2: Измерјена удаљеност од сочива до објекта је 10 центиметара, а удаљеност од сочива до слике 5 центиметара. Једнаџба фокусне дужине показује:
фрац {1} {10} + фрак {1} {5} = фрац {1} {ф} {Тада} ; фрац {1} {10} + фрак {2} {10} = фрак {3} {10}Ово смањује:
фрац {3} {10} = фрац {1} {3.33}Фокална дужина сочива је стога 3,33 центиметра.