Λεπτοί Φακοί

Οι φακοί είναι κυρτά, διαφανή αντικείμενα που διαθλούν το φως. Οι κυρτές φακοί (διογκούμενοι προς τα έξω, συγκλίνουσες ακτίνες φωτός) και οι κοίλοι φακοί (διογκούμενοι προς τα μέσα, αποκλίνουσες ακτίνες φωτός) είναι δύο τύποι φακών.

Οι κάμερες, τα κιάλια και τα τηλεσκόπια χρησιμοποιούν όλα φακούς. Πρέπει να είστε εξοικειωμένοι με τους μεγεθυντικούς φακούς. Ένας απλός κυρτός φακός με πλαίσιο αποτελεί έναν απλό μεγεθυντικό φακό. Οι φακοί, όπως τα γυαλιά και οι φακοί επαφής, χρησιμοποιούνται για τη διόρθωση προβλημάτων όρασης όπως η υπερμετρωπία (μακρομετρία) και η μυωπία (μυωπία ή μυωπία).

Συνδυασμός λεπτών φακών

Οι σύνθετοι φακοί είναι ο τύπος φακών που έχουν δύολεπτούς φακούς είναι τοποθετημένα σε έναν κοινό άξονα που είναι γενικά πιο κοντά το ένα στο άλλο ή συχνά κολλημένα μεταξύ τους.

Ο ακόλουθος τύπος δίνει την κοινή εστιακή απόσταση για ένα σύστημα, όπου δύο λεπτοί φακοί που μοιράζονται έναν άξονα διατηρούνται σε επαφή μεταξύ τους και παρέχεται από τον ακόλουθο τύπο:

1/f =1/f1 + 1/f2 

f, συνδυασμένη εστιακή απόσταση

f1, η εστιακή απόσταση του πρώτου φακού

f2, η εστιακή απόσταση του δεύτερου φακού

Εφόσον η ισχύς είναι το αντίστροφο της εστιακής απόστασης, τι είναι πολύ προφανές σε αυτή την περίπτωση; Για τους λεπτούς φακούς επαφής, είναι προφανές ότι η συνδυασμένη ισχύς του συστήματος δίνεται από το άθροισμα των δυνάμεων των μεμονωμένων φακών.

Τι γίνεται όμως αν οι φακοί δεν έρχονται σε επαφή μεταξύ τους; Εάν οι φακοί χωρίζονται με μια απόσταση "d", τότε, σε αυτήν την περίπτωση, ο συνδυασμός της εστιακής απόστασης μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο.

1/f =1/f1 + 1/f2 – d/f1.f2

Ενώ ασχολείστε με το συνδυασμό φακών ή σύνθετων φακών, μπορεί να συναντήσετε τους ακόλουθους όρους.

Συνδυασμός λεπτών φακών επαφής

Μόλις συνδυαστούν δύο φακοί, ο πρωτεύων σχηματίζει μια εικόνα που στη συνέχεια είναι αντικείμενο για τον δεύτερο φακό. Αυτή μπορεί να είναι η τελική εικόνα που δημιουργείται από τον συνδυασμό φακών. Σκεφτείτε δύο φακούς, τον Α και τον Β, με εστιακές αποστάσεις f1 και f2 σε επαφή μεταξύ τους. Δεδομένου ότι οι φακοί είναι λεπτοί, τείνουμε να υποθέσουμε ότι τα οπτικά κέντρα των φακών συμπίπτουν. Ο κύριος φακός παράγει μια εικόνα I1. Δεδομένου ότι η εικόνα I1 είναι πραγματική, είναι ένα εικονικό αντικείμενο για τον δεύτερο φακό Β, που παράγει την τελική εικόνα στο I. Ωστόσο, είναι σημαντικό να θυμόμαστε ότι ο κύριος φακός είναι πιθανό να δημιουργήσει μια εικόνα μόνο για να βοηθήσει στον προσδιορισμό της θέσης του τελική εικόνα. Η κατεύθυνση των ακτίνων που ανεβαίνουν από τον πρώτο φακό αλλάζει ανάλογα με τη γωνία με την οποία χτυπούν τον δεύτερο φακό. Δεδομένου ότι οι φακοί είναι λεπτοί, τείνουμε να υποθέσουμε ότι τα οπτικά κέντρα των φακών συμπίπτουν. Ας υποδηλωθεί αυτός ο κεντρικός σκοπός με P.

Τύπος φακού

Ο τύπος φακού είναι μια εξίσωση που δείχνει τη σχέση μεταξύ εστιακής απόστασης, απόστασης αντικειμένου και απόστασης εικόνας.

• Η φόρμουλα φακού είναι για φακούς με πολύ λεπτό πάχος.
• Τόσο οι κυρτές όσο και οι κοίλοι φακοί επηρεάζονται από τον τύπο του φακού.
• Η φόρμουλα του Lens-Maker's χρησιμοποιείται για τη δημιουργία της φόρμουλας του φακού.
• Η εστιακή απόσταση του φακού προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο του φακού.

Μαθηματικά, 

Το αντίστροφο της εστιακής απόστασης ενός φακού είναι ίσο με το άθροισμα των αντίστροφων αποστάσεων του αντικειμένου και της απόστασης εικόνας.

Δίνεται από,

1p–1q=1f (φακός τύπος)

όπου,

p =απόσταση αντικειμένου
q =απόσταση εικόνας
f =εστιακή απόσταση του φακού

Προσδιορισμός της ισχύος ενός φακού χρησιμοποιώντας τον τύπο φακού

Ορισμός: 

Η ισχύς ενός φακού ορίζεται ως η αντίστροφη εστιακή απόσταση σε μέτρα.

Μαθηματικά,

P  =  1/f

Όσον αφορά τον φακό τύπος, μπορούμε να γράψουμε ως,

P=1p–1q

Μονάδα:Η μονάδα ισχύος του φακού είναι m-1 ή διόπτρες.

Προσδιορισμός της μεγέθυνσης του φακού χρησιμοποιώντας τον τύπο φακού

Ο λόγος του ύψους της εικόνας που δημιουργείται προς το ύψος του αντικειμένου είναι η μεγέθυνση ενός φακού.

    M   =  u/v

Εδώ u απόσταση αντικειμένου και v είναι απόσταση εικόνας.

ή,     M  =  q/p.

Ως εκ τούτου, ένας άλλος ορισμός της μεγέθυνσης είναι η αναλογία μεταξύ της απόστασης εικόνας και της απόστασης του αντικειμένου. Καθώς είναι μια αναλογία, η μεγέθυνση δεν έχει μονάδα.

Συμπέρασμα

Μια τέτοια μηχανή συγκέντρωσης φακών χρησιμοποιείται συνήθως στο σχεδιασμό φακών για κάμερες, μικροσκόπια, τηλεσκόπια και διάφορα οπτικά όργανα. Το σύνολο φακών χρησιμοποιείται συνήθως για τη διάταξη των φακών μικροσκοπίων, φωτογραφικών μηχανών, τηλεσκοπίων και διαφόρων οπτικών οργάνων.