1. Rifrazione:piegatura della luce
* Cambiamenti della velocità della luce: La luce viaggia a velocità diverse attraverso materiali diversi. Quando la luce passa da un mezzo (come l'aria) a un altro (come il vetro), la sua velocità cambia.
* Piegamento all'interfaccia: Questa variazione di velocità provoca la piegatura della luce all'interfaccia tra i due materiali. Questa flessione si chiama rifrazione.
* Angolo di incidenza e rifrazione: La quantità di flessione dipende da:
* L'angolo a cui la luce colpisce la superficie (angolo di incidenza).
* L'indice di rifrazione dei due materiali (una misura di quanto il materiale rallenta la luce). Un indice di rifrazione più elevato significa più flessione.
2. Forma dell'obiettivo e punto focale
* lenti convergenti (convesse): Questi sono più spessi nel mezzo che ai bordi. Piegano i raggi leggeri *verso l'interno *, facendoli convergere (si uniscono) in un unico punto. Questo punto è chiamato punto focale .
* Come funziona: I raggi di luce che entrano nell'obiettivo parallelo all'asse ottico (la linea immaginaria attraverso il centro della lente) sono piegati verso il punto focale.
* lenti divergenti (concave): Questi sono più sottili nel mezzo che ai bordi. Piegano i raggi leggeri *verso l'esterno *, rendendoli divergenti (sparsi a pezzi). Le lenti divergenti non hanno un vero punto focale allo stesso modo delle lenti convergenti. Invece, hanno un punto focale * virtuale *, che è il punto da cui sembrano origine i raggi divergenti se li rintraccia.
* Come funziona: I raggi di luce che entrano nell'obiettivo parallelo all'asse ottico sono piegati dall'asse. Se si tracciano questi raggi divergenti, sembrano provenire da un punto sullo stesso lato dell'obiettivo della luce in arrivo - il punto focale virtuale.
3. Formare un'immagine
* Lens convergente:
* Oggetto oltre il punto focale: Quando un oggetto viene posizionato più lontano da una lente convergente rispetto al suo punto focale, l'obiettivo crea un'immagine * reale * e * invertita *. "Reale" significa che i raggi di luce convergono effettivamente nella posizione dell'immagine. Questo è il tipo di immagine che può essere proiettato su uno schermo (come in un proiettore o una fotocamera). L'immagine può essere ingrandita o ridotta a seconda delle distanze.
* Oggetto all'interno del punto focale: Quando un oggetto viene posizionato più vicino a una lente convergente rispetto al suo punto focale, l'obiettivo crea un'immagine *virtuale *, *verticale *e *ingrandita *. L'immagine è "virtuale" perché i raggi di luce non convergono, ma sembrano provenire da un punto dietro l'obiettivo. Ecco come funziona un vetro ingranditore.
* Lens divergente: Le lenti divergenti producono sempre *virtuali *, *verticale *e *ridotte *Immagini. Non creano immagini reali.
4. Fattori che influenzano la messa a fuoco
* Curvatura dell'obiettivo: Una lente più curva piega la luce più forte, con conseguente lunghezza focale più breve (la distanza dalla lente al punto focale).
* Indice di rifrazione del materiale dell'obiettivo: Un indice di rifrazione più elevato significa più flessione e una lunghezza focale più breve.
* Lunghezza d'onda della luce: Diverse lunghezze d'onda della luce (colori diversi) vengono rifratta leggermente diversamente dal materiale dell'obiettivo. Questo si chiama * Aberrazione cromatica * e può causare frange colorate attorno alle immagini. Progetti di lenti più complessi con più elementi vengono utilizzati per correggere per questo.
* Distanza dall'oggetto: La distanza tra l'obiettivo e l'oggetto che viene visualizzato influisce significativamente sull'immagine formata. Lo spostamento dell'obiettivo o l'oggetto cambia la distanza dell'immagine (la distanza tra l'obiettivo e l'immagine) e il focus dell'immagine. Le telecamere e gli occhi usano i meccanismi per regolare la posizione dell'obiettivo per garantire che l'immagine cada bruscamente sul sensore (telecamera) o sulla retina (occhio).
in riassunto
Concentrarsi con un obiettivo è tutto incentrato sulla luce della luce in modo controllato per formare un'immagine in una posizione specifica. Le lenti convergenti si piegano la luce verso l'interno per formare immagini reali, mentre le lenti divergenti si piegano la luce verso l'esterno per formare immagini virtuali. La forma e il materiale della lente, insieme alla distanza dell'oggetto, determinano le caratteristiche dell'immagine. Comprendere questi principi è cruciale per la progettazione di strumenti ottici come telecamere, telescopi, microscopi e persino occhiali.