Как узнать фокусное расстояние линзы

astro-talks

форум для любителей астрономии

Как измерить фокусное расстояние.

Модератор: Ernest

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Как измерить фокусное расстояние.

Сообщение Ernest » 27 июл 2010, 14:56

Как измерить фокусное расстояние

. окуляра, фотообъектива или какого-нибудь другого оптического узла?

Например:
Изображение окна сфокусировалось от опорной плоскости объектива на расстоянии 60 мм, фокусное расстояние объектива 50 мм, от объектива до окна 3600 мм, истинная фокальная плоскость располагается на 2500/3600 = 0.7 мм ближе к объективу, чем измерено по сфокусированному изображению окна.

С фокусным расстоянием труднее. Обычно также рекомендуют измерить расстояние от линзы до сфокусированного изображения Солнца. Но точным этот результат будет только для выпукло-плоских одиночных линз достаточно задиафрагмированных, чтобы сферическая и проч. ее аберрации не сильно влияли на результат измерения.

Измерив достаточно точно поперечный размер изображения окна (высоту или ширину) y’, расстояние от окна до объектива L, и сам размер окна y, мы будем иметь все необходимое для вычисления фокусного расстояния объектива f’:

Например:
Изображение окна имеет высоту 28 мм, а само окно (в 3.6 м от объектива ) размер 2000 мм. Получается, что фокусное расстояние объектива будет равно 3600*28/2000 = 50.4 мм

Источник

Формула тонкой линзы

теория по физике 🧲 оптика

Формула тонкой линзы — формула, связывающая три величины: расстояние от предмета до линзы, расстояние от изображения до линзы и фокусное расстояние линзы.

Вывод формулы

Обратимся к рисунку, который мы использовали для объяснения правила построения изображений в собирающих линзах:

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Видно, что треугольники АОВ и А1В1О подобные (по двум углам). Следовательно:

По двум углам также являются подобными треугольники COF и FA1B1. Отсюда делаем вывод, что:

Линия предмета образует с частью главной оптической оси, перпендикуляром, проведенным из верхней точки к линзе, и частью самой линзы прямоугольник. Следовательно, его противоположные стороны равны:

Отсюда следует, что:

B O является расстоянием от предмета до линзы. Обозначим его за d. O B 1 является расстоянием от линзы до изображения. Обозначим его за f. O F является фокусным расстоянием линзы. Обозначим его за F. F B 1 является разностью расстояния от линзы до изображения и фокусного расстояния линзы. Поэтому это выражение мы можем записать так:

Избавимся от знаменателей и получим:

Или можно записать так:

Теперь все члены равенства поделим на произведение Ffd. В результате вычислений получим формулу тонкой линзы:

Формула тонкой линзы

Поскольку величиной, равной обратной фокусному расстоянию, является оптическая сила, формулу тонкой линзы можно записать следующим образом:

Величины d, ƒ и F могут быть как положительными, так и отрицательными. Отметим (без доказательства), что при применении формулы тонкой линзы знаки нужно ставить перед членами уравнения согласно следующим правилам.

Иногда случается, что перед величинами F, f и d знаки неизвестны. Тогда при вычислениях перед ними ставят знаки «плюс». Но если в результате вычислений фокусного расстояния или расстояния от линзы до изображения либо до источника получается отрицательная величина, то это означает, что фокус, изображение или источник мнимые.

Пример №1. Фокусное расстояние линзы равно 10 см. Найти расстояние от предмета до линзы, если расстояние от нее до изображения составляет 15 см.

Переводить в СИ единицы измерения не будем, поскольку они однородны. Так как все величины выражены в см, то и ответ будет выражен в см.

Применим формулу тонкой линзы:

Умножим выражение на 150d:

Увеличение линзы

Раньше мы уже упоминали, что изображение, полученное в линзе, может быть увеличенным или уменьшенным. Различие размеров предмета и изображения характеризуется увеличением.

Чтобы найти линейное увеличение изображения предмета в линзе, снова обратимся к первому рисунку этого параграфа. Если высота предмета АВ равна h, а высота изображения А1В1 равна Н, то:

Мы уже выяснили, что треугольники АОВ и ОА1В1 подобны. Поэтому:

Где H — высота изображения предмета, h — высота самого предмета.

Отсюда вытекает, что увеличение линзы равно:

Пример №2. Предмет имеет высоту h = 2 см. Какое фокусное расстояние F должна иметь линза, расположенная от экрана на расстоянии f = 4 м, чтобы изображение указанного предмета имело высоту H = 1 м?

Сначала применим формулы тонкой линзы:

Она необходима, чтобы выразить фокусное расстояние линзы:

Расстояние от предмета до линзы неизвестно. Но его можно выразить из формулы увеличения линзы:

Отсюда это расстояние равно:

Подставим полученное выражение в формулу фокусного расстояния линзы:

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзыРавнобедренный прямоугольный треугольник ABC расположен перед тонкой собирающей линзой оптической силой 2,5 дптр так, что его катет AC лежит на главной оптической оси линзы (см. рисунок). Вершина прямого угла C лежит ближе к центру линзы, чем вершина острого угла A. Расстояние от центра линзы до точки A равно удвоенному фокусному расстоянию линзы, AC = 4 см. Постройте изображение треугольника и найдите площадь получившейся фигуры.

Источник

Линза. Виды линз. Фокусное расстояние.

теория по физике 🧲 оптика

Мы уже познакомились с явлением преломления света на границе двух плоских сред. Но на практике особый интерес представляет явление преломления света на сферических поверхностях линз.

Линза — прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями.

Какими бывают линзы?

По форме различают следующие виды линз:

Выпуклые линзы тоже имеют разновидности:

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Разновидности вогнутых линз:

Тонкая линза

Мы будем говорить о линзах, у которых толщина l = AB намного меньше радиусов сферических поверхностей этой линзы R1 и R2. Такие линзы называют тонкими.

Тонкая линза — линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей, которыми она ограничена.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Главная оптическая ось тонкой — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы (на рисунке она соответствует прямой O1O2).

Оптический центр линзы — точка, расположенная в центре линзы на ее главной оптической оси (на рисунке ей соответствует точка О). При прохождении через оптический центр линзы лучи света не преломляются.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Побочная оптическая ось — любая другая прямая, проходящая через оптический центр линзы.

Изображение в линзе

Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это значит, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета (источника), после преломления в линзе снова собирается в точку (изображение) независимо от того, какую часть линзы прошли лучи.

Оптическое изображение — картина, получаемая в результате действия оптической системы на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта.

Практическое использование изображений часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрительного восприятия предмета является его изображение, спроектированное на сетчатку глаза.

Изображения разделяют на действительные и мнимые. Действительные изображения создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения (см. рисунок а). Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действительное изображение.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке (см. рисунок б). Эту точку называют мнимым изображением точки-объекта. Она не соответствует пересечению реальных лучей, поэтому мнимое изображение невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое изображение способно играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу или собирающей линзе), которая преобразует его в действительное.

Собирающая линза

Обычно линзы изготавливают из стекла. Все выпуклые линзы являются собирающими, поскольку они собирают лучи в одной точке. Любую из таких линз условно можно принять за совокупность стеклянных призм. В воздухе каждая призма отклоняет лучи к основанию. Все лучи, идущие через линзу, отклоняются в сторону ее главной оптической оси.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Если на линзу падают световые лучи, параллельные главной оптической оси, то при прохождении через нее они собираются на одной точке, лежащей на оптической оси. Ее называют главным фокусом линзы. У выпуклой линзы их два — второй главный фокус находится с противоположной стороны линзы. В нем будут собираться лучи, которые будут падать с обратной стороны линзы.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Главный фокус линзы обозначают буквой F.

Фокусное расстояние — расстояние от главного фокуса линзы до их оптического центра. Оно обозначается такой же букой F и измеряется в метрах (м).

В однородных средах главные фокусы собирающих линз находятся на одинаковом расстоянии от оптического центра.

Пример №1. Что произойдет с фокусным расстоянием линзы, если ее поместить в воду?

Вода — оптически более плотная среда, поэтому преломленные лучи будут располагаться ближе к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред. Следовательно, фокусное расстояние увеличится. На рисунке лучам, выходящим из линзы в воздухе, соответствуют красные линии. Лучам, выходящим из линзы в воде — зеленые. Видно, что зеленые линии больше приближены к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред, что соответствует закону преломления света.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Направим три узких параллельных пучка лучей от осветителя под углом к главной оптической оси собирающей линзы. Мы увидим, что пересечение лучей произойдет не в главном фокусе, а в другой точке (рисунок а). Но точки пересечения независимо от углов, образуемых этими пучками с главной оптической осью, будут располагаются в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси линзы и проходящей через главный фокус (рисунок б). Эту плоскость называют фокальной плоскостью.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Поместив светящуюся точку в фокусе линзы (или в любой точке ее фокальной плоскости), получим после преломления параллельные лучи.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Если сместить источник дальше от фокуса линзы, лучи за линзой становятся сходящимися и дают действительное изображение.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Когда же источник света находится ближе фокуса, преломленные лучи расходятся и изображение получается мнимым.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Рассеивающая линза

Вогнутые линзы обычно являются рассеивающими (лучи, выходя из них, не собираются, а рассеиваются). Это бывает если, поместить вогнутую линзу в оптически менее плотную среду по сравнению с материалом, из которого изготовлена линза. Так, стеклянная линза в воздухе является рассеивающей.

Если направить на вогнутую линзы световые лучи, являющиеся параллельными главной оптической оси, то образуется расходящийся пучок лучей. Если провести их продолжения, то они пересекутся в главном фокусе линзы. В этом случае фокус (и изображение в нем) является мнимым. Этот фокус располагается на фокусном расстоянии, равном F.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Другой мнимый фокус находится по другую сторону линзы на таком же расстоянии при условии, что среда по обе стороны линзы одинаковая.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Оптическая сила линзы

Оптическая сила линзы — величина, характеризующая преломляющую способность симметричных относительно оси линз и центрированных оптических систем, состоящих из таких линз.

Обозначается оптическая сила линзы буквой D. Единица измерения — диоптрий (дптр). Оптической силой в 1 дптр обладает линза с фокусным расстоянием 1 м.

Оптическая сила линзы равна величине, обратной ее фокусному расстоянию:

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзыНа рисунке показан ход двух лучей от точечного источника света А через тонкую линзу. Какова приблизительно оптическая сила этой линзы?

Источник

Сделай сам своими руками О бюджетном решении технических, и не только, задач.

Как измерить очковые линзы и межцентровое расстояние?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Тема этой статьи – измерение оптической силы положительных и отрицательных очковых линз, и межцентрового расстояния в домашних условиях. И те, и другие параметры нужны, как для составления рецепта, так и для выявления дефектов очков при ощущении дискомфорта.

Самые интересные ролики на Youtube

Лайфхак – измеряем линзы своими руками

Пролог

Доброго здоровья друзья!

Недавно мне потребовалось срочно заказать бифокальные очки для работы, а для этого потребовался рецепт. Идти к врачу было хлопотно и дорого. Да и измерения, сделанные впопыхах, вовсе не гарантировали идеальный результат, в чём я уже не раз убеждался.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Но, ведь некоторый набор линз и линейка обычно имеются у каждого очкарика с многолетним стажем, особенно, если вдобавок он ещё и самодельщик.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

В спокойной, домашней обстановке, подобрать линзы несложно, но как определить оптическую силу линз, чтобы можно было заполнить рецепт?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Конечно, можно было бы напрячься и узнать местонахождение мастерской, где врезают линзы в оправы, а потом попытаться за некоторую плату измерить все свои линзы на линзметре (диоптриметре).

Но, я всё же решил сделать всё своими руками, поэтому первым делом отправился в Интернет, чтобы найти инструкцию по замеру этого параметра в домашних условиях.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Но, как часто бывает, советы умозрительных специалистов из сети оказались полностью неработоспособными. Так что, пришлось разрабатывать собственную технологию подобных измерений.

Результатом этих трудов стала данная статья и новые бифокальные очки, которые совершенно не утомляют ни глаза, ни голову. Кроме этого, я узнал почему некоторые очки не прижились у меня на носу.

А теперь обо всём этом подробнее.

Небольшой экскурс в оптическую геометрию

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Вспомним школьный курс оптической геометрии, чтобы понять, для чего нам придётся измерять фокусное расстояние линзы.

Всё дело в том, что оптическая сила линзы – величина, обратно пропорциональная фокусному расстоянию.

D = 1/F

D – оптическая сила в диоптриях,

F – фокусное расстояние в метрах.

Например, линза с оптической силой в +3 диоптрии, будет иметь следующее фокусное расстояние:

F = 1/D = 1/3 ≈ 0,33(метра)

Помните, как в детстве мы выжигали дырочки в бумаге с помощью папиной лупы?

Формула, описывающая процесс этой забавы выглядит так:

D = 1/L + 1/Lsun = 1/L + 1/∞ ≈ 1/L

D – оптическая сила в диоптриях

L – расстояние от оптического центра линзы до бумаги

Lsun – расстояние от Солнца до оптического центра линзы (можно принять равным бесконечности)

Но, Солнце слишком яркий и слишком громоздкий источник света, который, к тому же, может быть недоступен довольно длительное время.

Хотя, я и попробовал использовать наше светило для этого замера, точность измерений оказалось недостаточной. А вот использование точечного источника света позволило получить вполне приемлемые результаты.

Светодиод как точечный источник света

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

В качестве точечного источника света, можно использовать фонарик на одном светодиоде без рассеивателя.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Или смартфон, имеющий подсветку камеры.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Если нет ни того, ни другого, то можно всего за 10 центов приобрести на радиорынке сверхъяркий светодиод, как его называют продавцы.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Подключить светодиод к источнику питания несложно, но нужно выполнить два условия.

1. Напряжение источника питания должно быть заведомо выше падения напряжения на светодиоде. В белых светодиодах с прозрачной линзой три отдельных N-P перехода (RGB), поэтому и падение напряжения на них втрое выше, чем на обычных цветных светодиодах, и составляет около 3,5 Вольт.

2. Ток светодиода нужно ограничить, и проще всего это сделать с помощью балластного резистора. Если предельный ток неизвестен, то для бюджетных сверхъярких светодиодов диаметром 5мм можно выбрать значение 30-40мА.

Рассчитать балластный резистор можно по формуле:

R – сопротивление балластного резистора

UBat – напряжение источника питания

UVD1 – падение напряжения на светодиоде

I – ток светодиода

Как измерить фокусное расстояние собирающей линзы?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Так как определить на глаз положение оптического центра очковой линзы сложно, если вообще возможно, то мы будем ориентироваться по краю линзы. Главное, чтобы это был один и тот же край, так как, нам придётся сделать два измерения, повернув очки на 180 градусов.

Это немного усложнит вычисления, но и тут я для вас нашёл весьма простое решение, о котором расскажу чуть ниже.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Расположим лист белой бумаги (далее – мишень) так, чтобы обеспечить максимально-возможное расстояние до нашего точечного источника света. Измерим это расстояние с помощью рулетки или ниток.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Приставим к мишени линейку.

Сфокусируем изображение светодиода на мишени, стараясь обеспечить параллельность оптической оси линзы с линейкой.

Определим положение края линзы относительно линейки и зафиксируем результат измерений.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Повернём очки на 180 градусов и снова измерим расстояние.

В обоих случаях, измеряем расстояние между мишенью и одним и тем же краем одной и той же линзы! Это важно!

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Внимание! У большинства канцелярских линеек край линейки не соответствует началу шкалы. Поэтому, в результаты измерений следуют внести поправку.

В моём случае, эта поправка равна 10см, так как я совместил плоскость мишени с отметкой 10см.

Как вычислить оптическую силу собирающей линзы в диоптриях?

Рассчитаем оптическую силу собирающей линзы (это когда диоптрии со знаком плюс) по следующей формуле:

Ds = 1/( S1*S2)^0,5+1/(L-(S1*S2)^0.5)

Ds – оптическая сила собирающей линзы в диоптриях

S1 – первый замер расстояния между собирающей линзой и мишенью в метрах

S2 – второй замер расстояния между собирающей линзой и мишенью в метрах

L – расстояние между светодиодом и мишенью в метрах

Но, лучше скопируйте следующий ниже текст в окно портативного калькулятора, который можно скачать из «Дополнительных материалов» к статье.

Затем внесите данные наших измерений в окно калькулятора и нажмите Enter на клавиатуре или «=» в окне калькулятора.

\\От мишени до светодиода (метр)
L=
\\От мишени до собирающей линзы (метр)
S1=
S2=
\\Оптическая сила собирающей линзы (диоптрия)
Ds = 1/( S1*S2)^0,5+1/(L-(S1*S2)^0.5)

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Вот так будет выглядеть расчёт собирающей очковой линзы – положительного мениска. Красным цветом выделены результаты измерений и ответ в диоптриях. Результат следует округлить до 1/4 диоптрии.

Как измерить фокусное расстояние рассеивающей очковой линзы?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

С измерением оптической силы рассеивающей линзы (это когда диоптрии со знаком минус), всё будет чуточку сложнее.

Для замеров нам понадобится собирающая линза с оптической силой, превышающей оптическую силу рассеивающей линзы по абсолютной величине.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Проще говоря, диоптрий с плюсом должно быть заведомо больше чем предполагаемых диоптрий с минусом. В большинстве случаях, подойдёт обычная ручная лупа, линза от конденсора фотоувеличителя, макро линза от фотокамеры и т.д.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Чтобы убедиться в правильном выборе дополнительной линзы, прикладываем её к очкам. Система линз должна увеличивать изображение.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Сначала, как было описано выше, производим два замера для дополнительной лупы с поворотом на 180 градусов и записываем результаты. Как и прежде, для получения этих значений, используем один и тот же край лупы или её оправы. Это важно!

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Затем, закрепляем на оправе лупу с помощью кольцевой резинки.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Снова делаем два замера с поворотом всей этой оптической системы на 180 градусов.

В итоге, мы должны получить пять результатов измерений, если считать и расстояние от мишени до источника света.

Как вычислить оптическую силу рассеивающей линзы в диоптриях?

Для расчёта оптической силы рассеивающей линзы используем следующие выражения:

Ds=1/(S1*S2)^0,5+1/(L-(S1*S2)^0.5)

Dw=1/(R1*R2)^0,5+1/(L-(R1*R2)^0.5)

Dr=Dw-Ds

L – расстояние между светодиодом и мишенью в метрах

S1 – первый замер расстояния от мишени до собирающей линзы в метрах

S2 – второй замер расстояния от мишени до собирающей линзы в метрах

R1 – первый замер расстояния от мишени до системы линз в метрах

R2 – второй замер расстояния от мишени до системы линз в метрах

Ds – оптическая сила собирающей линзы в диоптриях

Dw – оптическая сила системы линз в диоптриях

Dr – оптическая сила рассеивающей линзы в диоптриях

Я нарочно разбил формулу на три части, чтобы были видны промежуточные результаты в программе «Калькулятор-блокнот».

Просто скопируйте следующий ниже текст в окно калькулятора и внесите туда же полученные вами пять значений: L, S1, S2, R1, R2. Затем нажмите Enter, чтобы узнать оптическую силу рассеивающей линзы в диоптриях.

\\От мишени до светодиода (метр)
L=
\\От мишени до лупы (метр)
S1=
S2=
\\От мишени до системы линз (метр)
R1=
R2=
\\Оптическая сила лупы (диоптрия)
Ds=1/(S1*S2)^0,5+1/(L-(S1*S2)^0.5)
\\Оптическая сила системы линз (диоптрия)
Dw=1/(R1*R2)^0,5+1/(L-(R1*R2)^0.5)
\\Оптическая сила рассеивающей линзы (диоптрия)
Dw-Ds

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Это пример расчёта рассеивающей очковой линзы или отрицательного мениска. Красным цветом выделены результаты измерений и полученный результат в диоптриях.

Как измерить межцентровое расстояние или расстояние между зрачками?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Проще всего измерить расстояние между зрачками с помощью линейки и помощника. Помощник прикладывает линейку к вашим глазам и, глядя с расстояния 33см одним глазом, определяет расстояние между центрами зрачков. При плохих условиях освещения, можно ориентироваться по краю радужной оболочки. Вы в это время смотрите либо вдаль, либо на переносицу помощника, в зависимости от того, для каких целей заказываются очки. К полученному результату нужно прибавить 4мм (если речь идёт о взрослом человеке) и округлить до ближайшего целого числа, кратного двум. Это и будет расстоянием между оптическим осями линз, которое мы вносим в рецепт. Обычно разница в межцентровом расстоянии для чтения и для дали составляет 2мм.

Это не самый корректный метод замера, но когда дело касается неподготовленного помощника, другие методы обычно дают ещё более худшие результаты.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Если помощника нет, то эту операцию можно проделать с помощью смартфона. Приложив к глазам линейку, делаем снимок с расстояния 33см.

Внимание! Для более точного расчёта этого параметра, используйте формулу из следующего параграфа.

Как измерить расстояние между оптическими осями очковых линз?

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Для измерения расстояния между оптическими осями собирающих очковых линз, закрепляем линейку на мишени. Очки располагаем параллельно мишени и фокусируем точеный источник света на мишени сразу обеими линзами.

Измеряем расстояние между светящимися точками и расстояние между мишенью и оправой очков.

Расчёт межцентрового расстояния выполняем по формуле, компенсирующей параллакс:

X=C*(L-S)/L

C – расстояние между световыми точками в метрах

L – расстояние от точечного источника света до мишени в метрах

S – расстояние от мишени до оправы очков в метрах

X – расстояние между оптическими осями линз в метрах

Для упрощения измерений, скопируйте следующий текст в окно программы «Калькулятор-блокнот» и внесите туда же значения переменных L, S и С. Затем нажмите на Enter.

\\От мишени до светодиода
L=
\\От мишени до оправы очков
S=
\\Между светящимися точками
C=
\\Межцентровое расстояние
X=C*(L-S)/L

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Это пример расчёта расстояния между оптическими осями линз.

Мелкие подробности

В случае появления дискомфорта при использовании очков, можно проверить правильность установки линз

Если при одновременной фокусировке обеих линз, оправа окажется расположенной непараллельно мишени, значит в очки были установлены линзы с разной оптической силой. Также следует проверить расстояние между оптическим осями линз. Оно не должно отличаться от записанного в рецепте более чем на 1мм.

Как в домашних условиях измерить расстояние между оптическими осями рассеивающих линз, я не знаю.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

Производя замеры межцентрового расстояния для бифокальных очков, можно заметить, что расстояния между оптическим осями основных и дополнительных линз будет отличаться на 2мм. Причём, для бифокальных сегментных линз (БСС), это расстояние заложено в саму конструкцию линзы, поэтому его легко проконтролировать на глазок, по параллельности расположения хорд малых линз.

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы

А вот обычные бифокальные линзы (БС) могут быть установлены с недопустимой погрешностью и в случае дискомфорта, нужно проверить оба межцентровых расстояния.

Стоит также упомянуть тот факт, что чем больше оптическая сила очковых линз, тем точнее следует контролировать межцентровое расстояние.

Как правило, сферические фабричные очковые линзы выпускаются с дискретными значениями оптической силы, кратными 1/4 диоптрии.

Однако результаты вычислений могут отличаться от дискретных значений немного больше, чем можно было бы ожидать. Это может быть связано недостаточной точностью измерения и фокусировки линзы.

Для повышения точности измерений, можно увеличить число замеров, соответственно увеличив и степень извлекаемого корня.

Шаблон для измерения рассеивающей линзы для калькулятора методом четрырёх измерений:

\\От мишени до светодиода (метр)
L=
\\От мишени до собирающей линзой (метр)
S1=
S2=
S3=
S4=
\\От мишени до системы линз (метр)
R1=
R2=
R3=
R4=
\\Оптическая сила собирающей линзы (диоптрия)
Ds=1/(S1*S2*S3*S4)^0,25+1/(L-(S1*S2*S3*S4^0,25))
\\Оптическая сила системы линз (диоптрия)
Dw=1/(R1*R2*R3*R4)^0,25+1/L-((R1*R2*R3*R4)^0,25)
\\Оптическая сила рассеивающей линзы (диоптрия)
Dw-Ds

Дополнительные материалы

Близкие темы

Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы
Как переснять любой документ при помощи ЦФК?
Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы
Сканирование негативов и слайдов с использованием ЦФК
Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть фото Как узнать фокусное расстояние линзы. Смотреть картинку Как узнать фокусное расстояние линзы. Картинка про Как узнать фокусное расстояние линзы. Фото Как узнать фокусное расстояние линзы
Как определить положение Нодальной точки

Комментарии (16)

Страниц: « 1 [2] Показать все

Всем привет! Я электрик, знаний в области линз почти нулевые, мне нужна определённая линза, выпуклая с одной стороны, куда не обращаюсь просят её данные, размер, градус и т.д. Она у меня в размерах есть, а вот с градусом буксую, кто может помочь?

Павел, вам нужно к оптикам обратиться в какой-нибудь астрономический форум. Я решал для себя конкретную прикладную задачу (нужно было заказать очки). Для этого и заглянул в учебник.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ. ТОЛЬКО ДЛЯ ТОГО, ЧТО БЫ ПРАВИЛЬНО ИСКАТЬ ГРАДУС ВЫПУКЛОСТИ ЛИНЗЫ!! НО В ОПТИКУ Я ЗАЙДУ, ХОТЬ ТАМ БОЛЬШЕ ПРОДАВЦЫ, НЕЖЕЛИ СПЕЦИАЛИСТЫ.

нА РУССКОМ ЯЗЫКЕ ТУТ С УЧЕБНИКОМ ПРОБЛЕМА, Я ДАЖЕ В НЕТЕ ЭЛЕМЕНТАРНОГО НИЧЕГО НЕ СМОГ НАЙТИ, ЕСТЬ КОНЕЧНО, НО ВСЁ ТАКОЕ НАВОРОЧЕННОЕ И СЛОЖНОЕ, А У МЕНЯ ДУМАЮ ПРОСТОЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ВОПРОСА. ТОЛЬКО ЗНАТЬ, ОТКУДА НОГИ РАСТУТ.)))

В вашем ролике в калькулятор вбито расстояние от мишени до светодиода аж L=9,5 метров. 1.поменьше нельзя? 10 метров, где взять такое помещение. 2. чем обусловлен выбор такого расстояния.?

US, кто вам мешает вбить туда своё расстояние… Просто чем больше это расстояние и чем меньше диаметр источника света, тем точнее результат. У меня квартира на самом деле небольшая, просто я использовал максимально возможное расстояние, которое поглотило коридор и две комнаты. То есть просто конфигурация квартиры помогла.

Страниц: « 1 [2] Показать все

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *