Sisu
Enne 1590ndaid lubasid roomlased ja viikingid pärinevad lihtsad läätsed piiratud suurendust ja lihtsaid prille. Zacharias Jansen ja tema isa ühendasid mikroskoopide moodustamiseks läätsed lihtsatest suurendusklaasidest ning sealt edasi muutsid mikroskoobid ja teleskoobid maailma. Objektiivide fookuskauguse mõistmine oli nende jõudude ühendamisel ülioluline.
Objektiivide tüübid
Läätsesid on kahte tüüpi: kumer ja nõgus. Kumerad läätsed on keskelt paksemad kui servadest ja põhjustavad valguskiirte ühtlustumist punkti. Nõgusad läätsed on servadest paksemad kui keskel ja põhjustavad valguskiirte hajutamist.
Kumerad ja nõgusad läätsed on erineva konfiguratsiooniga. Tasapinnalised kumerad läätsed on ühel küljel lamedad ja teisel pool kumerad, kaksikkumerad (neid nimetatakse ka topelt kumerateks) läätsed aga kummalgi pool. Tasapinnaliselt nõgusad läätsed on ühel küljel lamedad ja teisel küljel nõgusad, samal ajal kui kaksikkõvedad (või kaks korda nõgusad) läätsed on mõlemal küljel nõgusad.
Kombineeritud nõgusa ja kumerat läätse, mida nimetatakse nõgusa-kumeraks läätseks, nimetatakse sagedamini positiivseks (koonduvaks) meniski läätseks. See lääts on ühel küljel kumer, teisel küljel nõgus pind ja nõgusa külje raadius on suurem kui kumera külje raadius.
Kumera ja nõgusa läätse, mida nimetatakse kumer-nõgusaks läätseks, nimetatakse sagedamini negatiivseks (lahknevaks) meniski läätseks. Sellel läätsel, nagu ka nõgusa-kumerläätsel, on nõgus külg ja kumer külg, kuid nõgusa raadiuse raadius on väiksem kui kumera külje raadius.
Fookuskauguse füüsika
Objektiivi fookuskaugus f on kaugus objektiivist fookuspunktini F. Kumera või nõgusa kumera läätse optilise teljega paralleelselt liikuvad (ühe sagedusega) valguskiired kohtuvad fookuspunktis.
Kumer objektiiv koondab paralleelsed kiired positiivse fookuskaugusega fookuspunkti. Kuna valgus läbib objektiivi, on positiivsete kujutiste kaugused (ja tegelikud pildid) objektiivi vastasküljel objektist. Pilt pööratakse tegeliku pildi suhtes ümber (üles-alla).
Nõgus lääts hajub paralleelsed kiired fookuspunktist eemale, sellel on negatiivne fookuskaugus ja see moodustab ainult virtuaalseid väiksemaid pilte. Negatiivsed kujutisekaugused moodustavad virtuaalse pildi objektiiviga samal küljel. Pilt suunatakse originaalpildiga samas suunas (parem külg üles), ainult väiksemale.
Fookuskauguse valem
Fookuskauguse leidmisel kasutatakse fookuskauguse valemit ja on vaja teada kaugust algsest objektist objektiivini u ja kaugus objektiivist pildini v. Objektiivi valem ütleb, et objektist kauguse ja pildi vaheline pöördvõrdeline on fookuskauguse pöördvõrdeline f. Võrrand matemaatiliselt kirjutatakse:
frac {1} {u} + frac {1} {v} = frac {1} {f}Mõnikord kirjutatakse fookuskauguse võrrand järgmiselt:
frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}kus o viitab kaugusele objektist objektiivini, i tähistab kaugust objektiivist pildini ja f on fookuskaugus.
Kaugust mõõdetakse objektist või pildist kuni objektiivi pooluseni.
Fookuskauguse näited
Objektiivi fookuskauguse leidmiseks mõõta vahemaad ja ühendada numbrid fookuskauguse valemiga. Veenduge, et kõigil mõõtmistel oleks sama mõõtesüsteem.
Näide 1: Mõõdetud kaugus objektiivist objektini on 20 sentimeetrit ja objektiivilt pildile 5 sentimeetrit. Fookuskauguse valemi täitmine annab:
frac {1} {20} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {või} ; frac {1} {20} + frac {4} {20} = frac {5} {20} {Summa vähendades saadakse} frac {5} {20} = frac {1} { 4}Fookuskaugus on seega 4 sentimeetrit.
Näide 2: Mõõdetud kaugus objektiivist objektini on 10 sentimeetrit ja kaugus objektiivist pildini on 5 sentimeetrit. Fookuskauguse võrrand näitab:
frac {1} {10} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {then} ; frac {1} {10} + frac {2} {10} = frac {3} {10}Selle vähendamine annab:
frac {3} {10} = frac {1} {3.33}Objektiivi fookuskaugus on seega 3,33 sentimeetrit.