렌즈. 렌즈의 광 파워. 렌즈로 생성된 이미지. 얇은 렌즈 포뮬러(Zelenin S.V.)

렌즈 콩 알갱이처럼 보이는 일반 돋보기를 모르는 사람. 양면 볼록 렌즈라고도 하는 이러한 유리를 물체와 눈 사이에 배치하면 관찰자에게 물체의 이미지가 여러 배로 확대된 것처럼 보입니다.

그러한 증가의 비결은 무엇입니까? 그 물체를 두 가지 방식으로 본다면 어떻게 설명할 수 있을까요? 볼록렌즈, 실제 크기보다 더 큰 것 같나요?

이 현상의 원인을 잘 이해하려면 광선이 어떻게 전파되는지 기억할 필요가 있습니다.

일상적인 관찰을 통해 우리는 빛이 직선으로 이동한다는 사실을 확신하게 되었습니다. 예를 들어, 구름에 가려진 태양이 직접적이고 명확하게 보이는 광선으로 구름을 관통하는 경우가 있다는 것을 기억하십시오.

그러면 광선은 항상 직선일까요? 항상 그런 것은 아닙니다.

예를 들어 이런 실험을 해보세요.

방의 창문을 촘촘하게 덮고 있는 셔터에 그림을 그려주세요. 6< прямолинейный

작은 구멍. 한줄기의 빛, 한줄기의 빛, 또 다른 빛줄기에 부딪혀 -

이 구멍을 통과한 후 "부드러운 매체 - INTO water, FROM -

어두운 방에서 직선으로 그린다 - 방향을 바꾸고,

G "이고 1이 굴절되고,

선형 추적. 하지만 입으세요

광선의 경로는 물병과 같습니다. 광선이 물에 들어가면 방향이 바뀌거나 소위 "굴절"되는 것을 볼 수 있습니다(그림 6).

따라서 광선이 다른 매질에 들어갈 때 광선의 굴절을 관찰할 수 있습니다. 따라서 광선이 공중을 이동하는 동안 직선입니다. 그러나 물과 같은 다른 매체가 경로를 가로지르자마자 빛은 굴절됩니다.

광선은 양면 볼록 돋보기를 통과할 때 동일한 굴절을 경험합니다. 동시에 렌즈는 광선을 수집합니다.
좁고 뾰족한 광선으로 (이것은 돋보기를 사용하여 빛의 광선을 좁은 광선으로 모아 태양 아래에서 담배, 종이 등에 불을 붙일 수 있다는 사실을 설명합니다).

그런데 왜 렌즈는 물체의 상을 확대하는 걸까요?

이유는 다음과 같습니다. 나무 잎과 같은 물체를 육안으로 살펴보십시오. 빛의 광선은 나뭇잎에 반사되어 눈에 모입니다. 이제 눈과 잎 사이에 양면 볼록 렌즈를 놓습니다. 렌즈를 통과하는 광선은 굴절됩니다(그림 7). 하지만 인간의 눈에는깨진 것 같지는 않네요. 관찰자는 여전히 광선의 직진성을 느낍니다. 렌즈 뒤에서 계속해서 계속되는 것처럼 보이며(그림 7의 점선 참조), 양면 볼록 렌즈를 통해 관찰된 물체는 관찰자에게 확대된 것처럼 보입니다!

글쎄, 관찰자의 눈에 닿지 않고 빛의 광선이 계속되면 어떻게 될까요?

더 나아가? 렌즈의 초점이라고 하는 한 지점을 지나간 후 광선은 다시 발산됩니다. 경로에 거울을 놓으면 같은 시트의 확대된 이미지를 볼 수 있습니다(그림 8). 그러나 그것은 거꾸로 된 형태로 우리에게 나타날 것입니다. 그리고 이것은 꽤 이해할 수 있습니다. 결국 광선은 렌즈의 초점을 통과한 후 동일한 선형 방향으로 더 멀리 이동합니다. 당연히

이 경우 시트 상단의 광선이 아래쪽으로 향하고 시트 바닥에서 나오는 광선이 거울의 위쪽 부분에서 반사되는 것은 당연합니다.

사진 장치에 사용되는 것은 양면 볼록 렌즈의 특성, 즉 빛의 광선을 한 지점에 모으는 능력입니다.

양면볼록렌즈

평면 볼록 렌즈

얇은 렌즈의 특징

형태에 따라 다음과 같은 것이 있습니다. 집단(긍정적) 그리고 산란(네거티브) 렌즈. 집광 렌즈 그룹에는 일반적으로 중앙이 가장자리보다 두꺼운 렌즈가 포함되고, 발산 렌즈 그룹에는 가장자리가 중앙보다 두꺼운 렌즈가 포함됩니다. 이는 렌즈 재료의 굴절률이 렌즈 재료의 굴절률보다 큰 경우에만 해당됩니다. 환경. 렌즈의 굴절률이 낮으면 상황은 반전됩니다. 예를 들어, 물 속의 기포는 양면 볼록 발산 렌즈입니다.

렌즈는 일반적으로 광학적 출력(디옵터로 측정) 또는 초점 거리로 특징지어집니다.

건축용 광학 기기보정된 광학 수차(주로 광 분산으로 인한 색수차 - 무색수차 및 아포크로매트)를 사용하면 렌즈/재료의 다른 특성(예: 굴절률, 분산 계수, 선택한 광학 범위에서 재료의 투과율)도 중요합니다.

때때로 렌즈/렌즈 광학 시스템(굴절경)은 굴절률이 상대적으로 높은 환경에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다(침지 현미경, 침지 액체 참조).

렌즈 유형:
수집:
1 - 양면 볼록
2 - 평면 볼록
3 - 오목-볼록(양성 반월판)
산란:
4 - 양면 오목
5 - 평면 오목
6 - 볼록-오목(음의 메니스커스)

볼록-오목 렌즈를 볼록-오목 렌즈라고 합니다. 초승달 모양집단적(가운데로 갈수록 두꺼워짐) 또는 분산형(가장자리로 갈수록 두꺼워짐)일 수 있습니다. 표면 반경이 동일한 메니스커스는 0과 같은 광 출력을 갖습니다(분산을 교정하거나 커버 렌즈로 사용됨). 따라서 근시용 안경 렌즈는 일반적으로 음수 반월판입니다.

집광 렌즈의 독특한 특성은 표면에 입사하는 광선을 렌즈 반대쪽에 있는 한 지점에서 모으는 능력입니다.

렌즈의 주요 요소: NN - 주 광축 - 렌즈를 구분하는 구면의 중심을 통과하는 직선입니다. O - 광학 중심 - 양면 볼록 또는 양면 오목(동일한 표면 반경을 가짐) 렌즈의 경우 렌즈 내부의 광축(중앙)에 위치하는 지점입니다.
메모. 광선의 경로는 실제 위상 경계에서 굴절을 나타내지 않고 이상적인(평면) 렌즈처럼 표시됩니다. 또한 양면 볼록 렌즈의 다소 과장된 이미지가 표시됩니다.

광점 S가 집광 렌즈 앞 일정 거리에 배치되면 축을 따라 향하는 광선은 굴절되지 않고 렌즈를 통과하고, 중심을 통과하지 않는 광선은 집광 렌즈 방향으로 굴절됩니다. 광축을 이루고 어떤 지점 F에서 교차합니다. 이는 지점 S의 이미지가 될 것입니다. 이 지점을 공액 초점이라고 부르거나 간단히 집중하다.

빛이 매우 먼 광원에서 렌즈에 떨어지면 광선은 평행 광선으로 들어오는 것으로 표현될 수 있으며, 광선이 나가면 광선은 더 큰 각도로 굴절되고 점 F는 광축에서 렌즈에 더 가깝게 이동합니다. 렌즈. 이러한 조건에서 렌즈에서 나오는 광선의 교차점을 주요 초점 F'이고, 렌즈 중심에서 주 초점까지의 거리가 주 초점 거리입니다.

발산하는 렌즈에 입사된 광선은 렌즈에서 나갈 때 렌즈 가장자리 쪽으로 굴절됩니다. 즉, 산란됩니다. 이 광선들이 그림의 점선과 같이 반대 방향으로 계속 진행되면 한 점 F에 모이게 됩니다. 집중하다이 렌즈. 이 트릭은 상상의.

발산 렌즈의 가상 초점

주 광학 축의 초점에 대해 말한 내용은 점의 이미지가 보조 또는 경사 광학 축, 즉 주 광학 축과 비스듬히 렌즈 중심을 통과하는 선에 있는 경우에도 동일하게 적용됩니다. 중심선. 렌즈의 주 초점에 위치한 주 광축에 수직인 평면을 다음과 같이 부릅니다. 주 초점면, 그리고 공액 초점에서 - 간단히 초점면.

집광 렌즈는 양쪽에서 물체를 향할 수 있으며, 그 결과 렌즈를 통과하는 광선이 한쪽과 다른 쪽 모두에서 수집될 수 있습니다. 따라서 렌즈에는 두 가지 초점이 있습니다. 앞쪽그리고 뒤쪽. 렌즈 중앙에서 초점 거리에 있는 렌즈 양쪽의 광축에 위치합니다.

얇은 수렴 렌즈로 이미지 구성

렌즈의 특성을 제시할 때 렌즈의 초점에 광점의 상이 맺히는 원리를 고려하였다. 왼쪽에서 렌즈에 입사한 광선은 후면 초점을 통과하고 오른쪽으로 입사한 광선은 전면 초점을 통과합니다. 반대로 발산형 렌즈의 경우 후면 초점은 렌즈 앞에 있고 전면 초점은 뒤에 있습니다.

렌즈를 사용하여 물체의 이미지 구성 특정 형태그리고 크기는 밝혀졌습니다 다음과 같은 방법으로: 선 AB가 렌즈로부터 어느 정도 거리에 있는 물체를 나타낸다고 가정해 보겠습니다. 초점 거리. 물체의 각 지점에서 수많은 광선이 렌즈를 통과하며, 명확성을 위해 그림에서는 단지 3개의 광선의 경로를 개략적으로 보여줍니다.

A점에서 나오는 세 개의 광선은 렌즈를 통과하여 A 1 B 1의 소실점에서 교차하여 이미지를 형성합니다. 결과 이미지는 유효한그리고 상하 반전.

안에 이 경우이미지는 주 초점을 통해 평행하게 이어지는 주 초점 평면 F'F'에서 다소 떨어진 특정 초점 평면 FF의 공액 초점에서 획득되었습니다.

물체가 렌즈로부터 무한한 거리에 있으면 렌즈 F'의 후면 초점에서 물체의 상이 얻어집니다. 유효한, 상하 반전그리고 줄인점처럼 보일 때까지.

물체가 렌즈에 가깝고 렌즈 초점 거리의 두 배를 초과하는 거리에 있으면 물체의 이미지가 나타납니다. 유효한, 상하 반전그리고 줄인그리고 이중 초점 거리와 초점 거리 사이의 세그먼트에서 주 초점 뒤에 위치하게 됩니다.

물체가 렌즈 초점 거리의 두 배에 위치하면 결과 이미지는 초점 거리의 두 배에 있는 렌즈 반대편에 나타납니다. 이미지가 얻어졌습니다 유효한, 상하 반전그리고 크기가 같다주제.

물체가 전면 초점과 이중 초점 거리 사이에 있으면 이미지는 이중 초점 거리 뒤에서 얻어지고 유효한, 상하 반전그리고 크게 하는.

물체가 렌즈의 전면 주 초점 평면에 있으면 렌즈를 통과하는 광선이 평행하게 되고 이미지는 무한대에서만 얻을 수 있습니다.

물체가 주 초점 거리보다 짧은 거리에 있으면 광선은 어느 곳에서도 교차하지 않고 발산 광선으로 렌즈에서 나옵니다. 이미지는 그럼 상상의, 직접그리고 크게 하는, 즉 이 경우 렌즈는 돋보기처럼 작동합니다.

물체가 무한대에서 렌즈의 전면 초점에 접근하면 이미지가 후면 초점에서 멀어지고 물체가 전면 초점면에 도달하면 무한대에 나타나는 것을 쉽게 알 수 있습니다.

이 패턴은 큰 중요성실제로 다양한 방식따라서 사진 작업에서는 물체에서 렌즈까지의 거리와 렌즈에서 이미지 평면까지의 거리 사이의 관계를 결정하려면 기본 사항을 알아야 합니다. 렌즈 공식.

얇은 렌즈 포뮬러

물체점에서 렌즈 중심까지의 거리와 상점에서 렌즈 중심까지의 거리를 공액 초점 거리라고 합니다.

이 수량은 상호 의존적이며 다음 공식에 의해 결정됩니다. 공식 얇은 렌즈 :

렌즈에서 물체까지의 거리는 어디에 있습니까? - 렌즈에서 이미지까지의 거리 - 렌즈의 주요 초점 거리. 두꺼운 렌즈의 경우 공식은 변경되지 않고 유일한 차이점은 거리가 렌즈 중심이 아닌 기본 평면에서 측정된다는 점입니다.

두 개의 알려진 양을 사용하여 하나 또는 다른 미지의 양을 찾으려면 다음 방정식을 사용하십시오.

수량의 표시에 유의해야합니다. 유 , V , 에프에 따라 선택됩니다 다음 고려 사항- 수집 렌즈에 있는 실제 물체의 실제 이미지의 경우 - 이 모든 양은 양수입니다. 이미지가 상상적이면 그 거리가 음수가 되고, 물체가 상상적이면 그 거리가 음수가 됩니다. 렌즈가 발산하면 초점 길이가 음수가 됩니다.

이미지 규모

이미지 스케일()은 이미지의 선형 치수와 해당 객체의 선형 치수의 비율입니다. 이 관계는 분수로 간접적으로 표현될 수 있습니다. 여기서 는 렌즈에서 이미지까지의 거리입니다. - 렌즈에서 물체까지의 거리.

여기에는 축소 요소가 있습니다. 즉, 이미지의 선형 치수가 물체의 실제 선형 치수보다 몇 배나 작은지를 나타내는 숫자입니다.

실제로 계산할 때 이 관계를 값 또는 렌즈의 초점 거리로 표현하는 것이 훨씬 더 편리합니다.

렌즈의 초점 거리 및 광 파워 계산

렌즈는 대칭입니다. 즉, 빛의 방향(왼쪽 또는 오른쪽)에 관계없이 동일한 초점 거리를 갖지만 수차와 같은 다른 특성에는 적용되지 않습니다. 크기는 어느 쪽에 따라 달라집니다. 렌즈가 빛을 향하고 있습니다.

여러 렌즈의 조합(중앙 시스템)

렌즈는 서로 결합되어 복잡한 광학 시스템을 구축할 수 있습니다. 2개 렌즈 시스템의 광학 출력은 다음과 같이 구할 수 있습니다. 단순합각 렌즈의 광학적 출력(두 렌즈가 모두 얇은 것으로 간주되고 동일한 축에서 서로 가까이 위치하는 경우):

렌즈가 서로 일정한 거리에 있고 축이 일치하는 경우(이 속성을 가진 임의 수의 렌즈 시스템을 중심 시스템이라고 함) 총 광 파워는 다음에서 충분한 정확도로 찾을 수 있습니다. 다음 표현식:

렌즈의 주요 평면 사이의 거리는 어디에 있습니까?

단순렌즈의 단점

현대 사진 장비는 이미지 품질에 대한 요구가 높습니다.

단순한 렌즈로 생성된 이미지는 여러 가지 단점으로 인해 이러한 요구 사항을 충족하지 못합니다. 대부분의 단점은 중심 광학 시스템인 렌즈에 여러 개의 렌즈를 적절하게 선택함으로써 제거됩니다. 간단한 렌즈로 얻은 이미지는 다양한 단점. 광학 시스템의 단점을 수차라고 하며 다음과 같은 유형으로 구분됩니다.

기하학적 수차
회절 수차(이 수차는 광학 시스템의 다른 요소로 인해 발생하며 렌즈 자체와는 아무런 관련이 없습니다).

특별한 특성을 지닌 렌즈

유기 폴리머 렌즈

콘텍트 렌즈

망원경은 사람이 망원경을 통해 아래에 있는 물체를 볼 수 있도록 설계되었습니다. 높은 각도육안으로 보는 것보다 시력.

양면 볼록 유리와 양면 오목 유리 또는 두 개의 양면 볼록 유리를 결합하면 시야각이 증가합니다. 이 안경은 렌즈 및 렌즈콩이라고도 합니다.

양면 볼록 렌즈는 이름에서 알 수 있듯이 양면이 볼록하고 가장자리보다 가운데가 더 두껍습니다. 이런 렌즈를 방향으로 돌리면 먼 물체에, 렌즈 뒤에 흰 종이 한 장을 일정한 거리에 놓으면 렌즈가 향하는 물체의 이미지가 생성되는 것을 알 수 있습니다. 이것은 렌즈를 태양쪽으로 돌리면 특히 두드러집니다. 흰색 시트에 밝은 원 형태로 태양의 이미지가 나타나고 렌즈를 통과 한 광선이 다음과 같이 수집되는 것을 볼 수 있습니다. 그것. 종이를 이 위치에 한동안 잡고 있으면 종이가 탈 수 있습니다. 너무 많은 복사 에너지가 여기에 수집됩니다.)

굴절 없이 광선이 통과하는 지점을 렌즈의 광학 중심이라고 합니다(양면 볼록 렌즈의 경우 광학 중심은 기하학적 중심과 일치합니다).

렌즈 표면이 일부인 구의 중심을 곡률 중심이라고 합니다. 대칭형 양면 볼록 렌즈에서는 두 곡률 중심이 광학 중심으로부터 동일한 거리에 있습니다. 렌즈의 광학 중심을 통과하는 모든 직선을 광축이라고 합니다. 곡률 중심과 광학 중심을 연결하는 직선을 렌즈의 주 광축이라고 합니다.

렌즈를 통과한 광선이 모이는 지점을 초점이라고 합니다.

렌즈의 광학 중심에서 초점이 위치한 평면(소위 초점 평면)까지의 거리를 초점 거리라고 합니다. 이는 선형 측정으로 측정됩니다.

동일한 렌즈라도 초점 거리는 렌즈가 바라보는 물체가 렌즈 자체로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 따라 달라집니다. 초점 거리는 물체까지의 거리에 따라 달라지는 특정 법칙이 있습니다. 스포팅 스코프를 계산할 때 가장 중요한 것은 주 초점 거리, 즉 렌즈의 광학 중심에서 주 초점까지의 거리입니다. 주 초점은 굴절 후 주 광축에 평행한 광선이 수렴하는 지점입니다. 이는 광학 중심과 곡률 중심 사이의 주 광학 축에 있습니다. 물체의 이미지는 주 초점 거리에서 얻거나 "주 초점에서"라고도 말합니다(초점은 점이고 물체의 이미지는 이기 때문에 완전히 정확하지는 않습니다). 평평한 그림), 물체가 렌즈에서 너무 멀리 떨어져 있어서 물체에서 나오는 광선이 평행 광선으로 렌즈에 떨어지는 경우입니다.

동일한 렌즈는 항상 동일한 주 초점 거리를 갖습니다. 볼록도에 따라 렌즈마다 주 초점 길이가 다릅니다. 양면 볼록 렌즈는 종종 "수렴" 렌즈라고 불립니다.

각 렌즈의 수렴력은 주요 초점 거리로 측정됩니다. 종종 양면 볼록 렌즈의 수집 특성에 대해 말할 때 "주 초점 거리"라는 단어 대신 단순히 "초점 거리"라고 말합니다.

렌즈가 광선을 굴절시킬수록 초점 거리가 짧아집니다. 다양한 렌즈를 비교하려면 초점 거리의 비율을 계산할 수 있습니다. 예를 들어, 한 렌즈의 주 초점 거리가 50cm이고 다른 렌즈의 경우 75cm인 경우 분명히 주 초점 거리가 50cm인 렌즈의 굴절 특성이 더 크다고 말할 수 있습니다. 초점 거리가 75cm인 렌즈의 경우 75cm가 50cm보다 큰 경우, 즉 75/50 = 1.5%

렌즈의 굴절 특성은 광학적 출력으로도 특징지어질 수 있습니다. 렌즈의 굴절 특성이 높을수록 초점 거리가 짧기 때문에 값 1: F는 광 출력의 척도로 간주될 수 있습니다(F는 주 초점 거리입니다). 렌즈의 광 파워의 단위는 해당 렌즈의 광 파워이며 주 초점 거리는 1m입니다. 이 단위를 디옵터라고 합니다. 따라서 모든 렌즈의 광 출력은 1m를 해당 렌즈의 주 초점 거리(F)(미터 단위로 표시)로 나누어 구할 수 있습니다.

광 파워는 일반적으로 문자 D로 표시됩니다. 위 렌즈의 광 파워(하나는 F1 = 75cm, 다른 하나는 F2 = 50cm)는 다음과 같습니다.

D1= 100cm / 75cm = 1.33

D2= 100cm / 50cm = 2

상점에서 4디옵터 렌즈를 구입하는 경우(일반적으로 안경용 안경이 지정되는 방식임) 주요 초점 거리는 분명히 F = 100cm / 4 = 25cm입니다.

일반적으로 수렴렌즈의 광도수를 표시할 때에는 디옵터 수 앞에 "+"(더하기) 기호를 붙입니다.

양면 오목 렌즈는 광선을 모으기보다는 산란시키는 특성을 가지고 있습니다. 이러한 렌즈를 태양쪽으로 돌리면 렌즈 뒤에 평행 광선으로 입사하는 광선이 발산 광선으로 나옵니다. 다른 측면. 이러한 렌즈를 통해 물체를 보면 물체의 상이 축소되어 나타납니다. 렌즈에 의해 산란된 광선의 확장이 "수렴"되는 지점을 초점이라고도 부르지만 이 초점은 가상입니다.

양면 오목 렌즈의 특성은 양면 볼록 렌즈와 동일한 방식으로 결정되지만 겉보기 초점과 관련이 있습니다. 양면오목렌즈의 광도수를 지정할 때에는 디옵터 앞에 "-"(마이너스) 기호를 붙입니다. 양면 볼록 렌즈와 양면 오목 렌즈의 주요 특징을 요약표에 적어 보겠습니다.

양면 볼록 렌즈 (볼록)	양면오목렌즈(발산)
초점은 진짜입니다. 주요 초점은 무한히 멀리 떨어져 있는 발광점(또는 평행 광선)의 광선이 수집되는 지점입니다. 이미지는 실제이고 반전되어 있습니다. 주 초점 거리는 렌즈의 광학 중심에서 주 초점까지 계산되며 다음과 같습니다. 양수 값. 광 파워는 긍정적입니다.	초점은 상상입니다. 주요 초점은 무한히 먼 광점에서 나오는 발산 광선의 연속이 교차하는 지점입니다. 이미지는 상상적이고 직접적입니다. 주 초점 거리는 렌즈의 광학 중심에서 주 초점까지 계산되며 음수 값을 갖습니다. 광 출력이 음수입니다.

광학 기기를 제작할 때 두 개 이상의 렌즈로 구성된 시스템이 사용되는 경우가 많습니다. 이러한 렌즈를 서로 부착하면 해당 시스템의 광 출력을 미리 계산할 수 있습니다. 필요한 광학 파워는 구성 렌즈의 광학 파워의 합과 같거나, 시스템의 디옵터는 이를 구성하는 렌즈의 디옵터의 합과 같습니다.

이 공식을 사용하면 여러 개의 접힌 안경의 광학적 출력을 계산할 수 있을 뿐만 아니라 알려진 굴절력을 가진 다른 렌즈가 있는 경우 렌즈의 알려지지 않은 광학적 출력을 결정할 수도 있습니다.

이 공식을 사용하면 양면 오목 렌즈의 광학 출력을 확인할 수 있습니다.

예를 들어 발산 렌즈가 있고 그 광학 출력을 결정하려고 한다고 가정해 보겠습니다. 우리는 이 시스템이 실제 이미지를 생성할 수 있도록 여기에 수집 렌즈를 적용합니다. 예를 들어 +3 디옵터의 수렴 렌즈를 발산 렌즈에 적용하여 75cm 거리에서 태양의 이미지를 수신한 경우 시스템의 광 출력은 다음과 같습니다.

D0=100cm / 75cm = +1.33

수렴 렌즈의 광 파워는 +3 디옵터이므로 발산 렌즈의 광 파워는 -1.66입니다.

빼기 기호는 렌즈가 발산하고 있음을 정확하게 나타냅니다.

물체에서 렌즈까지의 거리가 변경되면 렌즈에서 이미지까지의 거리, 즉 이미지의 초점 거리도 변경됩니다. 이미지의 초점 거리를 계산하려면 아래 공식을 사용하십시오.

d가 물체에서 렌즈까지의 거리(보다 정확하게는 렌즈의 광학 중심까지)인 경우 f는 이미지의 초점 거리이고 F는 주 초점 거리이므로 다음과 같습니다. 1/d + 1/f = 1/F

이 공식에 따르면 렌즈와 물체의 거리가 매우 클 경우 실제로는 1/d=0이고 f=F입니다. d가 감소하면 f는 증가해야 합니다. 즉, 렌즈에 의해 제공되는 이미지의 초점 거리가 증가하고 이미지가 렌즈의 광학 중심에서 점점 더 멀어집니다. F(주 초점 거리) 값은 굴절률, 렌즈를 만드는 유리, 렌즈 표면의 곡률 정도에 따라 달라집니다. 이 의존성을 표현하는 공식은 다음과 같습니다.

F=(n-1)(1/R1+1/R2)

이 공식에서 n은 유리의 굴절률이고, R1과 R2는 렌즈가 제한되는 구면의 반경, 즉 곡률 반경입니다. 렌즈를 표면적으로 관찰하더라도 장초점(표면이 약간 구부러져 있음)인지 단초점(표면이 매우 눈에 띄게 구부러져 있음)인지 판단할 수 있도록 이러한 종속성을 염두에 두는 것이 유용합니다.

수렴 및 발산 렌즈의 특성은 스포팅 스코프에 사용됩니다.

망원경 장치는 갈릴리 망원경의 광학 설계를 보여줍니다. 관은 두 개의 렌즈, 즉 물체를 향하는 양면 볼록 렌즈와 관찰자가 이를 통해 보는 양면 오목 렌즈로 구성됩니다.

관찰된 물체로부터 광선을 모으는 렌즈를 대물렌즈라고 하며, 이 광선이 관을 빠져나와 관찰자의 눈으로 들어가는 렌즈를 접안렌즈라고 합니다.

멀리 있는 물체(그림에는 표시되지 않음) 작은 망원경)는 왼쪽으로 멀리 떨어져 있으며 광선은 위쪽 지점(A)과 아래쪽 지점(B)에서 렌즈에 떨어집니다. 렌즈의 광학 중심에서 물체는 각도 AO B에서 보입니다.

렌즈를 통과한 광선은 수집되어야 하지만 렌즈와 주 초점 사이에 위치한 양면 오목 유리는 이러한 광선을 "차단"하여 산란시키는 것처럼 보입니다. 결과적으로 관찰자의 눈은 물체에서 나오는 광선이 큰 각도로 들어오는 것처럼 물체를 봅니다.

물체가 육안으로 보이는 각도가 AOB이고, 파이프를 통해 보는 관찰자에게는 물체가 ab에 있고 AOB 각도보다 더 큰 각도에서 보이는 것처럼 보입니다. 망원경을 통해 물체가 보이는 각도와 육안으로 물체가 보이는 각도의 비율을 망원경의 배율이라고 합니다. 대물렌즈 F1의 주초점거리와 접안렌즈 F2의 주초점거리를 알면 배율을 계산할 수 있습니다. 이론에 따르면 갈릴리관의 배율 W는 다음과 같습니다. W= -F1/F2= -D2/D1. 여기서 D1과 D2는 각각 렌즈와 접안렌즈의 광학 배율입니다.

빼기 기호는 갈릴레이관에서 접안렌즈의 광 출력이 음수임을 나타냅니다.

갈릴레이관의 길이는 대물렌즈 F1과 접안렌즈 F2의 초점 거리 차이와 같아야 합니다.

관찰된 물체와의 거리에 따라 초점 위치가 달라지므로 가까운 지상 물체를 볼 때는 렌즈와 접안렌즈 사이의 거리를 볼 때보다 넓어야 합니다. 천체. 접안렌즈를 올바르게 설치하려면 접이식 튜브에 삽입해야 합니다.

망원경의 디자인은 케플러 망원경의 광학 디자인을 보여줍니다. 물체는 왼쪽 멀리 있으며 AOB 각도에서 보입니다. 상단에서 광선 및 최저점물체의 O"와 O"에 수집되고 더 나아가 접안렌즈에 의해 굴절됩니다. 접안 렌즈 뒤에 눈을 배치하면 관찰자는 각도 A "NE"에서 물체의 이미지를 볼 수 있습니다. 이 경우 물체의 이미지가 거꾸로 나타납니다.

케플러관 배율: W= F1/F2= D2/D1,

케플러관의 대물렌즈와 접안렌즈 사이의 거리는 대물렌즈 F1과 접안렌즈 F2의 초점 거리의 합과 같습니다. 결과적으로 케플러관은 항상 갈릴리관보다 길어서 동일한 초점 거리의 렌즈에서 동일한 배율을 제공합니다. 그러나 이러한 길이 차이는 배율이 커질수록 감소합니다.

케플러관에서는 갈릴레이관과 마찬가지로 접안렌즈관의 움직임이 제공되어 서로 다른 거리에 있는 물체를 관찰할 수 있습니다.

계획:

1. 연혁
2 단순렌즈의 특징
3 얇은 렌즈의 광선 경로
4 렌즈 시스템의 광선 경로
5 얇은 수렴 렌즈로 이미지 구성
6 얇은 렌즈 포뮬러
7 이미지 규모
8 렌즈의 초점 거리 및 광 파워 계산
9 여러 렌즈의 조합(중앙 시스템)
10 단순렌즈의 단점
11 특별한 특성을 지닌 렌즈
- 11.1 유기 폴리머 렌즈
- 11.2 석영 렌즈
- 11.3 실리콘 렌즈
12 렌즈의 사용

소개

평면 볼록 렌즈

렌즈(독일 사람) 린세, 위도에서. 렌즈- 렌즈콩) - 광학적으로 투명한 균질 재료로 만들어진 부품으로, 두 개의 연마된 회전 굴절 표면(예: 구형 또는 평면 및 구형)으로 제한됩니다. 현재는 표면 형상이 구면과 다른 '비구면 렌즈'의 사용이 점차 늘어나고 있습니다. 유리, 광학 유리, 광학적으로 투명한 플라스틱 및 기타 재료와 같은 광학 재료가 일반적으로 렌즈 재료로 사용됩니다.

렌즈는 다른 광학소자라고도 불리며, 별도의 지정 없이도 유사한 광학 효과를 만들어 내는 현상입니다. 외부 특성. 예를 들어:

중심으로부터의 거리에 따라 굴절률이 변하는 가변 굴절률을 갖는 소재로 제작된 평면형 '렌즈'
프레넬 렌즈
회절현상을 이용한 프레넬 존 플레이트
대기 중 공기의 "렌즈" - 특성의 이질성, 특히 굴절률(밤하늘에 깜박이는 별의 이미지 형태로 나타남).
중력 렌즈 - 은하간 거리에서 관찰되는 편향 효과 전자파거대한 물체.
자기 렌즈는 일정한 자기장을 사용하여 하전 입자(이온 또는 전자) 빔의 초점을 맞추는 장치이며 전자 및 이온 현미경에 사용됩니다.
광학 시스템 또는 광학 시스템의 일부에 의해 형성된 렌즈의 이미지입니다. 복잡한 광학 시스템의 계산에 사용됩니다.

1. 연혁

첫 번째 언급 렌즈아리스토파네스(기원전 424년)의 고대 그리스 희곡 "구름"에서 볼록 유리와 햇빛불을 냈습니다.

Pliny the Elder (23 - 79)의 작품에 따르면이 불을 피우는 방법은 로마 제국에서도 알려졌습니다. 또한 시력 교정을 위해 렌즈를 사용하는 첫 번째 사례를 설명하기도합니다. Nero가 본 것으로 알려져 있습니다 검투사는 오목한 에메랄드를 통해 근시를 교정합니다.

세네카(기원전 3년~65년)는 물로 채워진 유리공이 주는 확대 효과를 설명했습니다.

아랍 수학자 Alhazen(965-1038)은 눈의 수정체가 망막에 이미지를 생성하는 방법을 설명하는 광학에 관한 최초의 중요한 논문을 썼습니다. 렌즈는 1280년대 이탈리아에서 안경이 출현하면서 널리 사용되었습니다.

골든 게이트는 렌즈 역할을 하는 빗방울을 통해 보입니다.

양면 볼록 렌즈를 통해 본 식물

2. 단순렌즈의 특징

형태에 따라 다음과 같은 것이 있습니다. 수집(긍정적) 그리고 산란(네거티브) 렌즈. 집광 렌즈 그룹에는 일반적으로 중앙이 가장자리보다 두꺼운 렌즈가 포함되고, 발산 렌즈 그룹에는 가장자리가 중앙보다 두꺼운 렌즈가 포함됩니다. 이는 렌즈 재료의 굴절률이 주변 매체의 굴절률보다 큰 경우에만 해당됩니다. 렌즈의 굴절률이 낮으면 상황은 반전됩니다. 예를 들어, 물 속의 기포는 양면 볼록 발산 렌즈입니다.

렌즈는 일반적으로 광학적 출력(디옵터로 측정) 또는 초점 거리로 특징지어집니다.

보정된 광학 수차(주로 광 분산으로 인한 색수차 - 무색수차 및 아포크로매트)를 갖춘 광학 장치를 제작하려면 렌즈/재료의 다른 특성(예: 굴절률, 분산 계수, 선택한 광학 재료의 투과율)도 중요합니다. 범위.

때때로 렌즈/렌즈 광학 시스템(굴절경)은 굴절률이 상대적으로 높은 환경에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다(침지 현미경, 침지 액체 참조).

렌즈 유형:
수집:
1 - 양면 볼록
2 - 평면 볼록
3 - 오목-볼록(양성 반월판)
산란:
4 - 양면 오목
5 - 평면 오목
6 - 볼록-오목(음의 메니스커스)

볼록-오목 렌즈를 볼록-오목 렌즈라고 합니다. 초승달 모양집합적(가운데로 갈수록 두꺼워짐), 확산형(가장자리로 갈수록 두꺼워짐) 또는 망원형(초점 거리는 무한대)일 수 있습니다. 예를 들어 근시용 안경 렌즈는 일반적으로 음수 반월판입니다.

대중적인 오해와는 달리, 동일한 반경을 가진 메니스커스의 광 출력은 0이 아니라 양수이며 유리의 굴절률과 렌즈의 두께에 따라 달라집니다. 표면의 곡률 중심이 한 지점에 있는 메니스커스를 동심 렌즈라고 합니다(광학 출력은 항상 음수임).

집광 렌즈의 독특한 특성은 표면에 입사하는 광선을 렌즈 반대쪽에 있는 한 지점에서 모으는 능력입니다.

렌즈의 주요 요소: NN - 광축 - 렌즈를 구분하는 구면의 중심을 통과하는 직선입니다. O - 광학 중심 - 양면 볼록 또는 양면 오목(동일한 표면 반경을 가짐) 렌즈의 경우 렌즈 내부의 광축(중앙)에 위치하는 지점입니다.
메모. 광선의 경로는 실제 인터페이스에서 굴절을 나타내지 않고 이상적인(얇은) 렌즈처럼 표시됩니다. 또한 양면 볼록 렌즈의 다소 과장된 이미지가 표시됩니다.

광점 S가 집광 렌즈 앞 일정 거리에 배치되면 축을 따라 향하는 광선은 굴절되지 않고 렌즈를 통과하고, 중심을 통과하지 않는 광선은 집광 렌즈 방향으로 굴절됩니다. 광축을 이루고 어떤 점 F에서 교차하며 이는 점 S의 이미지가 될 것입니다. 이 점을 공액 초점이라고 부르거나 간단히 집중하다.

빛이 매우 먼 광원에서 렌즈에 떨어지면 광선은 평행 광선으로 들어오는 것으로 표현될 수 있으며, 광선이 나가면 광선은 더 큰 각도로 굴절되고 점 F는 광축에서 렌즈에 더 가깝게 이동합니다. 렌즈. 이러한 조건에서 렌즈에서 나오는 광선의 교차점을 집중하다 F'이고, 렌즈 중심에서 초점까지의 거리가 초점 거리입니다.

발산 렌즈의 가상 초점

광축의 초점에 대해 말한 내용은 점의 이미지가 광축에 대해 비스듬히 렌즈 중심을 통과하는 경사선에 있는 경우에도 동일하게 적용됩니다. 렌즈의 초점에 위치한 광축에 수직인 평면을 렌즈라고 합니다. 초점면.

집광 렌즈는 양쪽에서 물체를 향할 수 있으며, 그 결과 렌즈를 통과하는 광선이 한쪽과 다른 쪽 모두에서 수집될 수 있습니다. 따라서 렌즈에는 두 가지 초점이 있습니다. 앞쪽그리고 뒤쪽. 렌즈의 주요 지점에서 초점 거리에 있는 렌즈 양쪽의 광축에 위치합니다.

3. 얇은 렌즈의 광선 경로

두께를 취하는 렌즈 0과 같음, 광학에서는 "얇음"이라고 합니다. 이러한 렌즈의 경우 두 개의 주요 평면이 아니라 앞면과 뒷면이 합쳐지는 것처럼 보입니다.

얇은 집광 렌즈에서 임의 방향의 빔 경로 구성을 고려해 보겠습니다. 이를 위해 얇은 렌즈의 두 가지 속성을 사용합니다.

렌즈의 광학 중심을 통과하는 광선은 방향을 바꾸지 않습니다.

렌즈를 통과하는 평행 광선은 초점면에 모입니다.

A 지점에서 렌즈에 입사하는 임의 방향의 광선 SA를 생각해 보겠습니다. 렌즈에서 굴절 후 전파 선을 구성해 보겠습니다. 이를 위해 SA와 평행하고 렌즈의 광학 중심 O를 통과하는 광선 OB를 구성합니다. 렌즈의 첫 번째 속성에 따르면 광선 OB는 방향을 바꾸지 않고 점 B에서 초점면과 교차합니다. 렌즈의 두 번째 속성에 따르면 굴절 후 평행 광선 SA는 초점면과 동시에 교차해야 합니다. 가리키다. 따라서 렌즈를 통과한 후 광선 SA는 경로 AB를 따르게 됩니다.

SPQ 빔과 같은 다른 빔도 비슷한 방식으로 구성할 수 있습니다.

렌즈에서 광원까지의 거리 SO를 u로, 렌즈에서 광선의 초점을 맞추는 지점까지의 거리 OD를 v로, 초점 거리 OF를 f로 표시하겠습니다. 이 양을 연결하는 공식을 유도해 보겠습니다.

두 쌍의 유사한 삼각형을 고려해 보겠습니다. 1) SOA 및 OFB; 2) DOA 및 DFB. 비율을 적어보자

첫 번째 비율을 두 번째 비율로 나누면,

식의 양변을 v로 나누고 항을 재배열하면 최종 공식에 도달합니다.

얇은 렌즈의 초점 거리는 어디에 있습니까?

4. 렌즈 시스템의 광선 경로

렌즈 시스템의 광선 경로는 단일 렌즈와 동일한 방법을 사용하여 구성됩니다.

두 개의 렌즈로 구성된 시스템을 생각해 보세요. 그 중 하나는 초점 거리가 OF이고 두 번째는 O 2 F 2입니다. 첫 번째 렌즈에 대한 경로 SAB를 구성하고 지점 C에서 두 번째 렌즈에 들어갈 때까지 세그먼트 AB를 계속합니다.

O 2 지점에서 AB와 평행한 광선 O 2 E를 구성합니다. 이 광선은 두 번째 렌즈의 초점면과 교차할 때 점 E를 제공합니다. 얇은 렌즈의 두 번째 특성에 따라 광선 AB는 두 번째 렌즈를 통과한 후 경로 BE를 따릅니다. 이 선과 두 번째 렌즈의 광축이 교차하면 광원 S에서 나와 두 렌즈를 통과하는 모든 광선이 초점이 맞춰지는 지점 D가 됩니다.

5. 얇은 집광렌즈로 이미지 구축

렌즈를 통해 특정 모양과 크기를 가진 물체의 이미지 구성은 다음과 같이 얻어집니다. 선 AB가 렌즈로부터 특정 거리에 위치하여 초점 거리를 크게 초과하는 물체를 나타낸다고 가정해 보겠습니다. 물체의 각 지점에서 수많은 광선이 렌즈를 통과하며, 명확성을 위해 그림에서는 단지 3개의 광선의 경로를 개략적으로 보여줍니다.

A점에서 나오는 세 개의 광선은 렌즈를 통과하여 A 1 B 1의 소실점에서 교차하여 이미지를 형성합니다. 결과 이미지는 유효한그리고 상하 반전.

이 경우, 주 초점을 통해 평행하게 이어지는 주 초점 평면 F'F'에서 다소 떨어진 특정 초점 평면 FF의 공액 초점에서 이미지가 얻어졌습니다.

물체가 렌즈로부터 무한한 거리에 있으면 렌즈 F'의 후면 초점에서 물체의 상이 얻어집니다. 유효한, 상하 반전그리고 줄인점처럼 보일 때까지.

물체가 전면 초점과 이중 초점 거리 사이에 있으면 이미지는 이중 초점 거리 뒤에서 얻어지고 유효한, 상하 반전그리고 크게 하는.

물체가 렌즈의 전면 주 초점 평면에 있으면 렌즈를 통과하는 광선이 평행하게 되고 이미지는 무한대에서만 얻을 수 있습니다.

이 패턴은 다양한 유형의 사진 작업을 수행하는 데 매우 중요하므로 물체에서 렌즈까지의 거리와 렌즈에서 이미지 평면까지의 거리 사이의 관계를 결정하려면 기본 사항을 알아야 합니다. 렌즈 공식.

6. 얇은 렌즈 포뮬러

물체점에서 렌즈 중심까지의 거리와 상점에서 렌즈 중심까지의 거리를 공액 초점 거리라고 합니다.

이 수량은 상호 의존적이며 다음 공식에 의해 결정됩니다. 얇은 렌즈 포뮬러(Isaac Barrow가 발견):

두 개의 알려진 양을 사용하여 하나 또는 다른 미지의 양을 찾으려면 다음 방정식을 사용하십시오.

수량의 표시에 유의해야합니다. 유 , V , 에프수렴 렌즈에 있는 실제 물체의 실제 이미지에 대해 다음 고려 사항을 기반으로 선택됩니다. 이러한 양은 모두 양수입니다. 이미지가 상상적이면 그 거리가 음수가 되고, 물체가 상상적이면 그 거리가 음수가 됩니다. 렌즈가 발산하면 초점 길이가 음수가 됩니다.

초점 거리가 f인 얇은 볼록 렌즈를 통한 검정색 문자 이미지(빨간색으로 표시됨). 문자 E, I, K(각각 파란색, 녹색, 주황색)에 대한 광선이 표시됩니다. 실제 이미지와 반전 이미지 E(2f)의 크기는 동일합니다. 이미지 I (f) - 무한대. K(f/2)는 가상 및 직접 이미지 크기의 두 배입니다.

7. 이미지 규모

여기에는 축소 요소가 있습니다. 즉, 이미지의 선형 치수가 물체의 실제 선형 치수보다 몇 배나 작은지를 나타내는 숫자입니다.

실제로 계산할 때 이 관계를 값 또는 렌즈의 초점 거리로 표현하는 것이 훨씬 더 편리합니다.

8. 렌즈의 초점 거리 및 광 파워 계산

렌즈의 초점 거리 값은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

, 어디

렌즈 소재의 굴절률,

광축을 따라 렌즈의 구면 사이의 거리. 렌즈 두께, 반경의 부호는 구면의 중심이 렌즈의 오른쪽에 있으면 양수로 간주되고 왼쪽에 있으면 음수로 간주됩니다. 초점 거리에 비해 무시할 정도로 작은 경우 이러한 렌즈를 호출합니다. 얇은, 초점 거리는 다음과 같이 찾을 수 있습니다.

여기서 곡률 중심이 주 광학 축의 오른쪽에 있으면 R>0입니다. 아르 자형<0 если центр кривизны находится слева от главной оптической оси. Например, для двояковыпуклой линзы будет выполняться условие 1/F=(n-1)(1/R1+1/R2)

(이 공식은 또한 얇은 렌즈 포뮬러.) 초점 거리는 수렴 렌즈의 경우 양수이고 발산 렌즈의 경우 음수입니다. 수량이라고 합니다 광전력렌즈. 렌즈의 광 파워는 다음과 같이 측정됩니다. 디옵터, 그 단위는 다음과 같습니다. 중 −1 .

이러한 공식은 일반 삼각법 공식에서 근축 근사법으로 이동하면 스넬의 법칙을 사용하여 렌즈에 이미지를 구성하는 과정을 신중하게 고려하여 얻을 수 있습니다.

9. 여러 렌즈의 조합(중앙 시스템)

렌즈는 서로 결합되어 복잡한 광학 시스템을 구축할 수 있습니다. 두 렌즈로 구성된 시스템의 광학적 출력은 각 렌즈의 광학적 출력의 단순한 합으로 구할 수 있습니다(두 렌즈가 얇은 것으로 간주되고 동일한 축에서 서로 가까이 위치한다고 가정).

렌즈의 주요 평면 사이의 거리는 어디에 있습니까?

10. 단순렌즈의 단점

현대 사진 장비는 이미지 품질에 대한 요구가 높습니다.

단순한 렌즈로 생성된 이미지는 여러 가지 단점으로 인해 이러한 요구 사항을 충족하지 못합니다. 대부분의 단점은 중심 광학 시스템인 렌즈에 여러 개의 렌즈를 적절하게 선택하여 제거됩니다. 단순한 렌즈로 얻은 이미지에는 여러 가지 단점이 있습니다. 광학 시스템의 단점을 수차라고 하며 다음과 같은 유형으로 구분됩니다.

기하학적 수차
- 구면수차;
- 혼수;
- 난시;
- 왜곡;
- 이미지 필드 곡률;
색수차;
회절 수차(이 수차는 광학 시스템의 다른 요소로 인해 발생하며 렌즈 자체와는 아무런 관련이 없습니다).

11. 특별한 특성을 지닌 렌즈

11.1. 유기 폴리머 렌즈

폴리머를 사용하면 캐스팅을 통해 저렴한 비구면 렌즈를 만들 수 있습니다.

콘텍트 렌즈

안과 분야에서는 소프트 콘택트렌즈가 개발되었습니다. 이들의 생산은 조각을 결합하여 이상성 성격의 재료를 사용하는 것을 기반으로 합니다. 유기규소 또는 유기규소 중합체 실리콘및 친수성 하이드로겔 폴리머. 20년 이상의 작업 끝에 90년대 후반에 실리콘 하이드로겔 렌즈가 탄생했습니다. 이 렌즈는 친수성 특성과 높은 산소 투과성 덕분에 24시간 내내 30일 동안 지속적으로 사용할 수 있습니다.

11.2. 석영 렌즈

석영 유리는 Al 2 O 3, CaO 및 MgO를 소량(약 0.01%) 첨가하여 재용해된 순수한 실리카입니다. 불산을 제외한 많은 화학물질에 대한 높은 내열성과 불활성이 특징입니다.

투명한 석영유리는 자외선과 가시광선을 잘 투과시킵니다.

11.3. 실리콘 렌즈

실리콘은 IR 범위에서 가장 높은 굴절률 절대값 n=3.4와 스펙트럼의 가시 범위에서 완전한 불투명성을 초고분산과 결합합니다.

또한 전자파의 X선 범위용 렌즈를 만들 수 있었던 것은 실리콘의 특성과 최신 처리 기술 덕분이었습니다.

12. 렌즈의 사용

렌즈는 대부분의 광학 시스템의 범용 광학 요소입니다.

렌즈의 전통적인 용도는 쌍안경, 망원경, 광학 조준경, 경위의, 현미경, 사진 및 비디오 장비입니다. 단일 수렴 렌즈는 돋보기로 사용됩니다.

렌즈 적용의 또 다른 중요한 영역은 안과학입니다. 렌즈 없이는 근시, 원시, 부적절한 조절, 난시 및 기타 질병과 같은 시력 결함을 교정하는 것이 불가능합니다. 렌즈는 안경, 콘택트렌즈 등의 기기에 사용됩니다.

전파 천문학 및 레이더에서 유전체 렌즈는 전파의 플럭스를 수신 안테나로 수집하거나 목표물에 집중시키는 데 종종 사용됩니다.

플루토늄 핵폭탄 설계에서는 폭발 속도가 다른(즉, 굴절률이 다른) 폭발물로 만들어진 렌즈 시스템을 사용하여 점원(기폭 장치)에서 구형 발산 충격파를 구형 수렴 충격파로 변환했습니다.

노트

시베리아의 과학 - www.nsc.ru/HBC/hbc.phtml?15 320 1
IR 범위용 실리콘 렌즈 - www.optotl.ru/mat/Si#2

양면볼록렌즈

평면 볼록 렌즈

얇은 렌즈의 특징

형태에 따라 다음과 같은 것이 있습니다. 집단(긍정적) 그리고 산란(네거티브) 렌즈. 집광 렌즈 그룹에는 일반적으로 중앙이 가장자리보다 두꺼운 렌즈가 포함되고, 발산 렌즈 그룹에는 가장자리가 중앙보다 두꺼운 렌즈가 포함됩니다. 이는 렌즈 재료의 굴절률이 주변 매체의 굴절률보다 큰 경우에만 해당됩니다. 렌즈의 굴절률이 낮으면 상황은 반전됩니다. 예를 들어, 물 속의 기포는 양면 볼록 발산 렌즈입니다.

렌즈는 일반적으로 광학적 출력(디옵터로 측정) 또는 초점 거리로 특징지어집니다.

때때로 렌즈/렌즈 광학 시스템(굴절경)은 굴절률이 상대적으로 높은 환경에서 사용하도록 특별히 설계되었습니다(침지 현미경, 침지 액체 참조).

렌즈 유형:
수집:
1 - 양면 볼록
2 - 평면 볼록
3 - 오목-볼록(양성 반월판)
산란:
4 - 양면 오목
5 - 평면 오목
6 - 볼록-오목(음의 메니스커스)

집광 렌즈의 독특한 특성은 표면에 입사하는 광선을 렌즈 반대쪽에 있는 한 지점에서 모으는 능력입니다.

발산 렌즈의 가상 초점

얇은 수렴 렌즈로 이미지 구성

A점에서 나오는 세 개의 광선은 렌즈를 통과하여 A 1 B 1의 소실점에서 교차하여 이미지를 형성합니다. 결과 이미지는 유효한그리고 상하 반전.

이 경우, 주 초점을 통해 평행하게 이어지는 주 초점 평면 F'F'에서 다소 떨어진 특정 초점 평면 FF의 공액 초점에서 이미지가 얻어졌습니다.

물체가 렌즈로부터 무한한 거리에 있으면 렌즈 F'의 후면 초점에서 물체의 상이 얻어집니다. 유효한, 상하 반전그리고 줄인점처럼 보일 때까지.

물체가 전면 초점과 이중 초점 거리 사이에 있으면 이미지는 이중 초점 거리 뒤에서 얻어지고 유효한, 상하 반전그리고 크게 하는.

물체가 렌즈의 전면 주 초점 평면에 있으면 렌즈를 통과하는 광선이 평행하게 되고 이미지는 무한대에서만 얻을 수 있습니다.

얇은 렌즈 포뮬러

물체점에서 렌즈 중심까지의 거리와 상점에서 렌즈 중심까지의 거리를 공액 초점 거리라고 합니다.

이 수량은 상호 의존적이며 다음 공식에 의해 결정됩니다. 얇은 렌즈 포뮬러:

두 개의 알려진 양을 사용하여 하나 또는 다른 미지의 양을 찾으려면 다음 방정식을 사용하십시오.

이미지 규모

여기에는 축소 요소가 있습니다. 즉, 이미지의 선형 치수가 물체의 실제 선형 치수보다 몇 배나 작은지를 나타내는 숫자입니다.

실제로 계산할 때 이 관계를 값 또는 렌즈의 초점 거리로 표현하는 것이 훨씬 더 편리합니다.

렌즈의 초점 거리 및 광 파워 계산

여러 렌즈의 조합(중앙 시스템)

렌즈의 주요 평면 사이의 거리는 어디에 있습니까?

단순렌즈의 단점

현대 사진 장비는 이미지 품질에 대한 요구가 높습니다.

단순한 렌즈로 생성된 이미지는 여러 가지 단점으로 인해 이러한 요구 사항을 충족하지 못합니다. 대부분의 단점은 중심 광학 시스템인 렌즈에 여러 개의 렌즈를 적절하게 선택함으로써 제거됩니다. 단순한 렌즈로 얻은 이미지에는 여러 가지 단점이 있습니다. 광학 시스템의 단점을 수차라고 하며 다음과 같은 유형으로 구분됩니다.

기하학적 수차
회절 수차(이 수차는 광학 시스템의 다른 요소로 인해 발생하며 렌즈 자체와는 아무런 관련이 없습니다).

특별한 특성을 지닌 렌즈

유기 폴리머 렌즈

콘텍트 렌즈