Indhold
Før 1590'erne tilladte enkle linser, der stammer tilbage så langt som romerne og vikingerne, begrænset forstørrelse og enkle briller. Zacharias Jansen og hans far kombinerede linser fra enkle forstørrelsesglas til at bygge mikroskoper, og derfra ændrede mikroskoper og teleskoper verden. At forstå linsernes brændvidde var afgørende for at kombinere deres kræfter.
Typer af linser
Der er to grundlæggende typer linser: konveks og konkav. Konvekse linser er tykkere i midten end på kanterne og får lysstråler til at konvergere til et punkt. Konkave linser er tykkere i kanterne end i midten og får lysstråler til at afvige.
Konvekse og konkave linser findes i forskellige konfigurationer. Plano-konvekse linser er flade på den ene side og konvekse på den anden, mens bi-konvekse (også kaldet dobbelt-konvekse) linser er konvekse på begge sider. Plano-konkave linser er flade på den ene side og konkave på den anden side, mens bi-konkave (eller dobbelt-konkave) linser er konkave på begge sider.
En kombineret konkav og konveks linse kaldet konkavo-konvekse linser kaldes mere ofte den positive (konvergerende) menisklinse. Denne linse er konveks på den ene side med en konkav overflade på den anden side, og radius på den konkave side er større end radien på den konvekse side.
En kombineret konveks og konkav linse kaldet en konvex-konkave linse kaldes mere ofte en negativ (divergent) menisk linse. Linsen har ligesom den konkavo-konvekse linse en konkav side og en konveks side, men radius på den konkave overflade er mindre end radien på den konvekse side.
Fokal længde fysik
Brændstofens brændvidde f er afstanden fra et objektiv til fokuspunktet F. Lysstråler (af en enkelt frekvens), der bevæger sig parallelt med den optiske akse for en konveks eller en konkavo-konveks linse mødes ved fokuspunktet.
En konveks linse konvergerer parallelle stråler til et brændpunkt med en positiv brændvidde. Fordi lyset går gennem linsen, er positive billedafstande (og reelle billeder) på den modsatte side af objektivet fra objektet. Billedet vil blive omvendt (op og ned) i forhold til det faktiske billede.
En konkav linse afviger parallelle stråler væk fra et fokuspunkt, har en negativ brændvidde og danner kun virtuelle, mindre billeder. Negative billedafstander danner virtuelle billeder på samme side af objektivet som objektet. Billedet orienteres i samme retning (højre side op) som det originale billede, bare mindre.
Formel for brændvidde
At finde brændvidde bruger brændviddeformlen og kræver, at man kender afstanden fra det originale objekt til objektivet u og afstanden fra linsen til billedet v. Objektivformlen siger, at det inverse af afstanden fra objektet plus afstanden til billedet er lig med det inverse af brændvidden f. Ligningen er matematisk skrevet:
Frac {1} {u} + frac {1} {v} = frac {1} {f}Undertiden er brændvægtsligningen skrevet som:
Frac {1} {o} + frac {1} {i} = frac {1} {f}hvor o henviser til afstanden fra objektet til linsen, jeg henviser til afstanden fra linsen til billedet og f er brændvidden.
Afstandene måles fra objektet eller billedet til linsens pol.
Eksempler på brændvidde
For at finde en brændvidde på en linse skal du måle afstandene og sætte tallene i brændviddeformlen. Sørg for, at alle målinger bruger det samme målesystem.
Eksempel 1: Den målte afstand fra en linse til objektet er 20 centimeter og fra linsen til billedet er 5 centimeter. Udfyldelse af brændviddeformlen giver:
frac {1} {20} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {eller} ; frac {1} {20} + frac {4} {20} = frac {5} {20} {Reduktion af summen giver} frac {5} {20} = frac {1} { 4}Brændvidden er derfor 4 centimeter.
Eksempel 2: Den målte afstand fra en linse til objektet er 10 centimeter, og afstanden fra linsen til billedet er 5 centimeter. Brændvægtsligningen viser:
frac {1} {10} + frac {1} {5} = frac {1} {f} {Så} ; Frac {1} {10} + frac {2} {10} = frac {3} {10}At reducere dette giver:
Frac {3} {10} = frac {1} {3,33}Brændvidden på objektivet er derfor 3,33 centimeter.