Fokális

A gyújtótávolság az optikai rendszer egyik fő jellemzője . Ez megegyezik az egyik fő sík és a megfelelő fókusz közötti távolsággal :

• A tárgy fókusztávolsága , megjegyezte , az algebrai távolság választja el a fő célja pont ettől a tárgy középpontjában  ;f=HF¯{\ displaystyle f = {\ overline {HF}}}H{\ displaystyle H}F{\ displaystyle F}
• A kép gyújtótávolság , megjegyezte , az algebrai elválasztó távolság a fő kép pont a kép középpontjában .f′=H′F′¯{\ displaystyle f \, '= {\ overline {H'F'}}}H′{\ displaystyle H '}F′{\ displaystyle F '}

Összehúzódással a fókusz kifejezés általában a kép fókusztávolságát jelöli.

Olyan algebrai távolságról van szó, amelynek előjelét az optikában alkalmazott klasszikus szokás határozza meg ː az összes távolság pozitív, ha a fény terjedésének irányába orientálódnak. Így a divergens optikai rendszerek negatív fókusztávolsággal rendelkeznek, míg a konvergáló optikai rendszerek pozitív fókusztávolsággal rendelkeznek. A gyújtótávolság a vergenciához kapcsolódik , ez utóbbi figyelembe veszi a közeg törésmutatóját .

A fényképezés során a gyújtótávolság jelöli az alkalmazott fényképes lencse képgyújtótávolságát. Ez a nyitottság mellett az egyik fő jellemzője.

Különleges esetek

Gömb alakú vékony lencse

Vékony lencse esetén gyakran úgy gondolják, hogy a két fő sík egybeesik a lencse optikai középpontjával ː . A vékony gömb alakú lencse fókusztávolságának meghatározására szolgáló képletet geometriai jellemzői alapján „optikus képletnek” nevezzük. Megjegyezve , és a görbületi sugara az egyes gömb alakú dioptria azt alkotó - a csúcspont és a központ a gömb - az a fény haladási irányára, és a törésmutatója az anyag, amelyben a lencse megmunkált, van : O{\ displaystyle O}f′=OF′¯{\ displaystyle f \, '= {\ overline {OF'}}}R1=S1VS1¯{\ displaystyle R_ {1} = {\ overline {S_ {1} C_ {1}}}}R2=S2VS2¯{\ displaystyle R_ {2} = {\ overline {S_ {2} C_ {2}}}}S{\ displaystyle S}VS{\ displaystyle C}nem{\ displaystyle n}

1f′=(nem-1)(1R1-1R2){\ displaystyle {\ frac {1} {f \, '}} = (n-1) \ bal ({\ frac {1} {R_ {1}}} - {\ frac {1} {R_ {2} }} \ jobb)}.

Ha egy arc sík, akkor görbületi sugara végtelennek tekinthető, és az egyik értéke 0-ra vált. 1/Rén{\ displaystyle 1 / R_ {i}}

Gömb alakú tükör

Gömbtükör esetén a kép és az objektum fókusza összeolvad, és így az objektum és a kép fókusztávolsága megegyezik: hol van a gömbtükör teteje és középpontja. f=SVS¯2{\ displaystyle f = {\ frac {\ overline {SC}} {2}}}S{\ displaystyle S}VS{\ displaystyle C}

Konvergencia és divergencia

A rendszer gyújtótávolsága lehetővé teszi annak konvergenciájának vagy divergenciájának meghatározását. A vergenciát dioptriában mérjük, megadva δ, és egyenértékű a mérő inverzével (m −1 ). A konvergenciát a következőképpen számítják:

V=(-1)mnem′f′{\ displaystyle V = {\ frac {(-1) ^ {m} n '} {f \,'}}}.

nem′{\ displaystyle n '}a törésmutató a kimeneti közepes és a kép gyújtótávolság a rendszer. megfelel a rendszer katoptrikus elemei , tükrei és fényvisszaverő felületeinek számának . ezért negatív divergens rendszer esetén, pozitív konvergáló rendszer esetén, ha az optikai tengely a fény terjedésének irányába van orientálva. f′{\ displaystyle f \, '}m{\ displaystyle m}V{\ displaystyle V}

Metrológia

Az optikai rendszerek gyújtótávolságának meghatározására szolgáló összes módszer az optikai metrológia területéhez tartozik, amelyet fokometriának neveznek .

• Self animáció egy kísérleti meghatározására szolgáló eljárás a gyújtótávolság konvergáló rendszerek. A rendszer előtt egy forrást, a rendszer hátulján pedig egy tükröt helyeznek el. A módszer abból áll, hogy a forrástól való távolságot állítják be, amíg a rendszer-tükör szerelvény képe a forrásra nem kerül.

• Silbermann módszere  : ha a lencsét úgy helyezzük el, hogy a képernyőn lévő kép (valós kép) mérete megegyezzen az objektum méretével, akkor a kép és az objektum közötti távolság a fókusztávolság négyszerese.

• A módszer, amelyet Badal a fokális divergens lencsék mérésére használ.
• A Bessel-módszer konvergens lencsékre alkalmas.

Fényképezés

A fényképészeti lencsék tipikus gyújtótávolsága

Objektív típus	Fókusztávolság milliméterben
Teleobjektív	100, 135, 200 és +
Normál gyújtótávolság	40 - 55
Nagy szög	35, 28 és -

A fotózás során a gyújtótávolság az egyik fő jellemzője a lencséknek .

Vannak fix fókusztávolságú és zoom objektívek, amelyek fókusztávolsága az objektív beállításától függően változó.

• A normál gyújtótávolság lehetővé teszi a perspektíva és a mélység ugyanazon benyomásának reprodukálását, mint a szem, amely a fényképezőgéppel azonos helyen van. Körülbelül megegyezik az érzékeny felület átlójával. 24 × 36 méretű (43 mm átlós) felület esetén  a leggyakoribb normális gyújtótávolság 50  mm . Ezt szokásos célnak nevezik.
• A rövid gyújtótávolság vagy széles látószög nagy látószöget kínál . Így közelebbi nézőpontot tesz lehetővé, ami eltúlzott perspektívát eredményez.
• A hosszú gyújtótávolság csak alacsony látószöget tesz lehetővé, az alany képe nagyobb. Ez lehetővé teszi a távoli nézőpontot is, ezért a teleobjektum nevét, amelyet gyakran hozzá rendelnek, ami összetört perspektívát eredményez.

• Különböző gyújtótávolságok 24 × 36 formátumban, ugyanabból a szempontból: befolyásolja a kép méretét

• 28  mm  :
  rövid gyújtótávolság,
  kis képméret.

• 50  mm  :
  normál gyújtótávolság.

• 70  mm

• 210  mm  :
  hosszú gyújtótávolság,
  nagy kép.

• A fókusztávolság és a nézőpont változása: befolyás a perspektívára

• 24  mm  : közeli
  nézőpont,
  eltúlzott perspektíva.

• 50  mm  :
  „normál” perspektíva.

• 100  mm

• 200  mm  :
  távoli nézőpont,
  összetört perspektíva.

Függelékek

Kapcsolódó cikkek

• Fókuszálás (optikai)

• Lényege
• Mechanikus merülés
• 35 mm-es egyenértékű gyújtótávolság

Bibliográfia

• Bernard Balland , Geometriai optika: képek és műszerek , Lausanne, Műszaki és egyetemi sajtók Romandes,2007, 860  p. ( ISBN  978-2-88074-689-6 , online olvasás )

• Richard Taillet , Pascal Febvre és Loïc Villain , Fizikai szótár , De Boeck , koll.  "De Boeck Supérieur",2013. november, 3 e  . , 899  p. ( online olvasás )

Megjegyzések

1. Egy érzékeny felülete a 24 × 36 formátumban.
2. 35 mm-es film vagy teljes képérzékelő .

Hivatkozások

1. Taillet és Febvre Villain , p.  207.
2. Balland 2007 , p.  301.
3. Taillet és Febvre gazember , p.  294.
4. Balland 2007 , p.  217.
5. Taillet és Febvre Villain , p.  144.
6. Taillet és Febvre gazember , p.  52.
7. Taillet és Febvre gazember , p.  350.
8. Taillet és Febvre gazember , p.  349.
9. Balland 2007 , p.  682.