Какие бывают объективы: Какие бывают объективы и чем отличаются объективы друг от друга

Содержание

Какие бывают объективы и чем отличаются объективы друг от друга

Знаете ли вы наиболее важные параметры объектива? Нет, это не стоимость.

Это те параметры, что подходят по условиям съемки.

Неважно, какой вид объектива вы при этом используете.

Объектив должен помогать вам, а не служить дорогой заглушкой на фотоаппарате.

Какой объектив нужен начинающему и неопытному фотографу?

Тот, который будет работать, а не лежать на полке из-за низкой светосилы или неподходящего фокусного расстояния.

Для этого нужно знать, какими объективы бывают, когда применяются и чем отличаются друг от друга.

Знаменитый полтинник, который многие опрометчиво считают портретным или используют в качестве штатного объективы

Чем отличаются объективы друг от друга

Верно.

Своей светосилой и фокусными расстояниями.

Фокусное расстояние объектива влияет на жанр съемки, в котором вы можете использовать этот объектив.

Есть фокусные расстояния, что больше подходят для съемки пейзажей, чем портретов. И наоборот.

Иначе говоря, существуют объективы для съемки пейзажей, как и отдельные объективы для съемки портретов.

Нельзя утверждать, что на широкоугольный объектив для пейзажей нельзя сфотографировать портрет.

Можно, но это будет специфичный портрет из-за искажений перспективы, что присущи пейзажным объективам при съемке человека с близкого расстояния.

Пропорции тела человека будут нарушены, но многие фотографы используют подобный способ ради комичных портретов или когда поставлена задача намеренного искажения пропорций тела.

Иначе говоря:

Выбирая объектив, нужно знать для какого жанра фотографии он подходит наилучшим образом.

Другой параметр на который влияет объектив это качество рисунка.

Как правило, чем дороже объектив, тем лучше его рисунок из-за более качественных линз в своей конструкции.

Но, это сильно сказывается на цене объектива.

Они дороги.

Светосильные объективы обладают просветленными линзами, что сказывается на качестве рисунка в положительную сторону.

Резюмируя.

Объектив влияет на качество рисунка и тот жанр фотографии, в котором его можно использовать.

Какие объективы бывают

Объективы подразделяют на несколько основных видов:

Широкоугольные для съемки пейзажей (до 35 мм фокусного расстояния)
Стандартные, что более-менее подходят для съемки большинства сюжетов (от 35 мм до 75 мм фокусного расстояния)
Телеобъективы (свыше 75 мм)

На скрине ниже вы видите широкоугольные объективы.

Первый из них это обычный зум объектив, второй светосильный фикс.

Сравните цены.

Следующий скрин показывает стандартные объективы.

Первый из них это обычный темный зум объектив, другие это светосильные зумы.

Светосильный зум объектив 24-70 мм обожаем многими свадебными фотографами и является их штатником.

На нижнем скрине вы видите телеобъективы и их стоимость: светосильный фикс, темный и светосильный зумы.

Обратите внимание.

Штатный стандартный объектив, вроде китового объектива 18-55 мм, вполне подходит для съемки пейзажей и портретов.

Разумеется, телевик с портретной съемкой справится лучше, нежели кит. Но, китовый вполне позволяет заниматься портретной фотографией.

Как и фотографировать пейзажи, несмотря на то, что пейзажный объектив больше подходит для съемки пейзажей из-за большего угла обзора.

По конструктиву объективы подразделяются на зумы и фиксы.

Фикс и зум объективы

Разница между этими видами объективов заключается в возможности изменения фокусного расстояния при съемке.

Фикс объектив означает объектив с фиксированным фокусным расстоянием, которое невозможно изменить.

Иначе говоря, если нужно приблизить или отдалить сцену съемки, то нужно подойти ближе или отойти дальше.

Наиболее популярные и известные фиксы это объективы с фокусным расстоянием 35 мм, 50 мм, 85 мм и 100 мм.

Зум объективы предоставляют возможность изменения фокусного расстояния.

Вы легко можете приблизить или отдалить снимаемую сцену, оставаясь на одном месте.

У начинающих фотографов встречаются стандартные зум объективы 18-55 мм или 18-105 мм, которые продаются вместе с фотоаппаратом.

Диапазон значений между цифрами показывает диапазон фокусных расстояний, что может использовать объектив. От и до.

Выбор широкого диапазона фокусных расстояний производителем обуславливает универсальность объектива для разных жанров фотографии.

Можно ли сказать, что фикс хуже, чем зум, поскольку не предоставляет возможность изменения фокусного расстояния?

Нельзя.

Как правило, светосильный фикс будет значительно дешевле, чем светосильный зум из-за меньшей сложности конструкции.

Качества рисунка у фиксов значительно выше, благодаря неподвижной конструкции объектива.

У этих видов объективов разное использование и предназначение. Но при этом, фикс может заменить зум, как и наоборот.

Все зависит от условий использования и жанра снимаемой фотографии.

Автофокусные и мануальные объективы

Следующий параметр, которым различаются объективы это способ фокусировки.

Различают два способа:

Автофокусную USM или STM
Мануальную

В первом случае, объектив самостоятельно наводится на резкость по прижатию кнопки спуска затвора фотоаппарата. Во втором случае объектив наводят вручную, вращая кольцо фокусировки.

Автофокусные объективы быстрее, удобнее и стоят дороже.

Проблема автофокусных объективов кроется в их возможном неточном наведении на резкость из-за ошибки автофокуса.

Мануальный объектив наводится на резкость идеально, и точность наведения зависит исключительно от рук и глаз фотографа.

Съемка на мануальном объективе требует больше времени на фокусирование, что осложняет съемку динамических быстроменяющихся сюжетов и эмоций.

Я не рекомендую начинающим фотографам рассматривать мануальные объективы. Даже несмотря на их меньшую стоимость.

Следующее, чем отличаются объективы это светосила.

Светосильные объективы

Светосила характеризует количество проходящего света через объектив и попадающего в фотоаппарат к тому количеству света, что попадает в объектив.

Светосильный объектив подразумевает более комфортную съемку в условиях недостаточной освещенности и обеспечение более коротких выдержек. Как и возможность использования меньшей глубины резкости.

Из-за использования светлых и качественных линз в конструкции, светосильные объективы обладают лучшим рисунком и микроконтрастом.

Подтверждением светосильного объектива служит обозначение f/2,8 и ниже. Цифра в знаменателе дроби обозначает диафрагменное число, на которую открывается диафрагма объектива.

Чем меньше диафрагменное число объектива, тем меньшую глубина резкости обеспечивает объектив при большей светосиле и стоимости самого объектива

По исполнению светосильные объективы могут быть фиксами или зумами, автофокусными или мануальными.

Светосила это отдельный параметр объектива не связанный с видом объектива напрямую.

Пыле- и влагозащищенные объективы

Конструкция объектива может предусматривать пылевую защиту и защиту от влаги для съемки в экстремальных условиях.

Это сказывается на стоимости объектива, но позволяет использовать его без опасений выхода из строя после случайного удара или падения.

Пейзажные, портретные и макро объективы

Начинающие ошибочно выводят эти объективы в отдельный вид.

Но это объективы с фокусным расстоянием, которые лучше остальных подходят какому-либо жанру фотографии.

Например.

Портретный объектив это любой зум объектив с фокусным расстоянием в пределах 75 мм-200 мм.

Это может быть светосильный зум или влагозащищенный фикс объектив.

Не важно.

Суть заключается в фокусном расстоянии, а не в конструкции объектива.

Китовый стандартный объектив 18-55 мм

Это универсальный не светосильный зум объектив 18-55 мм.

Не самый качественный объектив, но он идеален для изучения фотографии и обучения фотосъемке из-за подходящего диапазона фокусных расстояний.

Вы легко можете получить замечательные снимки с него, если будете знать его недостатки и будете уметь их обходить.

Не верьте, когда кто-то утверждает, что это исключительно плохой объектив.

В статье «Как снимать китовым объективом хорошие фотографии», я рассказываю, как избежать распространенных дефектов этого замечательного объектива.

Используя информацию из статьи, попробуйте расшифровать виды объективов, их предназначение и тип конструкции, не прибегая к подсказкам.

Если у вас получиться это проделать, то считайте, что вы начали разбираться в видах объективов и их предназначении.

Какие бывают объективы | Бодяев Дмитрий

Объективов в природе много, и бывают они разные, иногда довольно привлекательные, часто весьма упитанные, у некоторых бывает хобот, иногда длинный, иногда не очень, а как разобраться в данном безобразии, подскажет данная статья.

А говорить мы будем про объективы для аппаратов со сменной оптикой.

Характеристики объективов

Чтобы понимать, что собой представляет тот или иной объектив надо, прежде всего, научится читать маркировку, которая имеется на каждом экземпляре. Данная информация наносится на объектив именно для того чтобы при взгляде на нее можно было сразу понять что за инструмент у вас в руках.

И так вот несколько примеров маркировок:

18-55 f/2. 8

70-300 f/4.5-5.6

50 mm f/1.8

Разберем подробно, что они обозначают.

Первые цифры — это фокусное расстояние. Как известно объективы бывают с переменным и постоянным фокусным расстоянием.

На приведенных примерах, 18-55 и 70-300 это объективы с переменным фокусным расстоянием. Это значит, что фокусное расстояние первого объектива может менять от 18 мм (на «коротком» конце) до 55 мм (на «длинном» конце). Объективы с переменным фокусным расстоянием называются Зум объективы.

Объектив 50 мм — это объектив с постоянным фокусным расстоянием. То есть, приблизить объект съемки не получится, зум отсутствует.

Следующие цифры в маркировке, которые идут через f/ обозначение максимального диафрагменного числа, которое можно выставить на объективе.

На приведенных выше примерах f/1.8 значит, что максимально диафрагму можно открыть до значения 1.8, при этом максимальное открытие диафрагмы не зависит от фокусного расстояния. На некоторых объективах буква f в маркировке отсутствует, надо понимать, что максимальное диафрагменное число указывается в дробях, например 5. 6, 3.5, 1.8, а фокусное расстояние целыми числами 18, 55, 300. И порядок написания значений может быть не таким какой представлен в примерах, сначала может быть указано значение диафрагмы, а потом фокусное расстояние, например 1.8/50 где первое значение это f/ то есть максимальное диафрагменное число, а второе это фокусное расстояние.

В некоторых объективах открытие диафрагмы зависит от фокусного расстояния, пример, на объективе 70-300 f/4.5-5.6, что значит, при фокусном расстоянии 70 мм — диафрагма открывается до значения f/4.5, а при увеличении зума до 300 мм, диафрагму можно открыть лишь до значения f/5.6.

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние объектива это расстояние от оптического центра до матрицы или плёнки. Измеряется в миллиметрах, проецируется на матрицу через объектив, где формируется в резкое изображение.

Надо понимать, что фокусное расстояние — это физическая характеристика, зависящая от конструкции объектива. Чем оно больше, тем дальше от оптического центра объектива получается резкое изображение объекта, находящегося перед объективом. Тут надо понимать, что постоянной величиной является положение матрицы или пленки, а оптический центр объектива перемещается, в объективах с переменным фокусным расстоянием, потому корректней было бы считать от матрицы, но традиционно, почему то считают от оптического центра.

Классификация объективов

Вообще то классификаций объективов множество по разным признакам иногда некоторые из классификаций мало известны по причине не востребованности большинством фотографов, но если вам все таки хочется вникнуть в глубины фото технологий, то прошу в Википедию там вам подробно расскажут какие и за чем бывают типы и классы объективов статья называется «Объектив». В рамки статьи, которую вы сейчас читаете не входит разбор объективов по всем имеющимся классификациям, мы разберем только наиболее употребимые на практике, такие как, по углу поля зрения (фокусному расстоянию) куда входят; рыбий глаз, сверх широкоугольные объективы, широкоугольные объективы, стандартные, телеобъективы. И по диапазону значений фокусного расстояния, а именно два типа фикс объективы и зум объективы. По назначению, немного коснемся портретных, длиннофокусных и макро объективов.

Фикс объективы

Это объективы с фиксированным фокусным расстоянием, считается, что они дают более качественную картинку, чем объективы с переменным фокусным расстоянием. У таких объективов, в маркировке, указано одно значение фокусного расстояния, например 50мм.

Объективы с переменным фокусным расстоянием (Зум объективы)

С помощью объективов с переменным фокусным расстоянием можно выполнять большее широкий круг задач, или как минимум добавляется возможность приблизить натуру по средствам объектива, не приближаясь к ней, что бывает очень удобно. А иногда без этого просто не обойтись ни как.

У таких объективов фокусное расстояние указано двумя значениями, максимальное и минимальное, пример 70-300 мм.

Часто такие линзы имеют большие габариты, в некоторых при изменении фокусного расстояния габариты меняются, иногда значительно, то есть выдвигается так называемый хобот, от сюда жаргонное длинный и короткий конец.

Рыбий глаз

Это объективы с углом поля зрения 180 градусов и более. Характерная особенность сильная бочкообразная дисторсия (закругление по краям кадра). По сути это сверх широкоугольный объектив, который выделили в отдельный класс, используются они в художественной съемке. А чтобы представить, как работает данный объектив, загляните в дверной глазок, он дает очень похожую картинку.

Сверх широкоугольные объективы

Это объективы с углом поля зрения 83° и более, а фокусное расстояние меньше малой стороны кадра. Данный тип объективов утрирует перспективу, но в остальном дает изображение очень похожее на видимую не вооруженным взглядом. Используется в пейзажной фотографии, при съемке архитектуры, а эффект утрированной перспективы добавляет выразительности кадру.

Широкоугольные объективы

Ширик (на жаргоне), объектив, с углом поля зрения от 63° до 82° включительно, фокусное расстояние которого меньше широкой стороны кадра.

Данный тип объектива очень универсальный, и используется от съемки пейзажа до портретной фотографии, сильных искажений перспективы он уже не дает, а тем не менее охват достаточно широкий, можно снимать групповые портреты, но и одиночный тоже не проблема, а можно фотографировать широкие пейзажи, везде он хорош. Часто фотографы имеют по несколько шириков разных калибров под разные задачи.

Стандартные (нормальные) объективы

Стандартный это объектив с фокусным расстоянием 35—70 мм, Самый популярный из данной группы и давно уже ставший классикой или стандартом это объектив с фокусным расстоянием — 50 мм, и не только объектив вообще данное значение, наиболее востребовано. Угол поля зрения нормального объектива от 40° до 60° (часто около 45°). Считается, что их угол зрения совпадает с углом зрения человеческого глаза, что составляет примерно 46 градусов. То есть картинка получается максимально похожей на, то, что мы видим в натуре. Фиксы из данной категории, как правило, имеют большую светосилу, что позволяет быть меньше привязанным к вспышке. И еще эти объективы часто достаточно дешевы, наиболее привлекательны по соотношению цена качество.

Телеобъективы

Объективы с фокусным расстоянием от 70 мм относят к телеобъективам (телевик или телик на жаргоне). Это большая группа стекол, в которой есть как объективы, которые относят к портретным, так и длиннофокусные объективы, с фокусным расстоянием до 300 мм предназначенные для съемки удаленных объектов, и сюда же входят сверх длиннофокусные с фокусом больше 300 мм.

Портретные объективы, часто, это условность, скорее речь идет о диапазоне, в котором удобнее снимать портрет на длиннофокусные объективы. Как правило, это объектив с фокусным расстоянием 85—150 мм и углом поля зрения 16°—28°. Для портретного объектива считается важным красивое боке способность размывать не резкие объекты в кадре.

Длиннофокусные объективы используются помимо портретной съемки для широкого круга задач, пейзаж, репортажная съемка, фотографирование дикой природы, в общем, везде, где нужно приблизить снимаемый объект, по средствам оптики, и нет возможности подойти к нему фотографу.

Макро объективы

Это объективы, предназначенные для фотографирования мелких предметов, натюрмортов, все возможных мелких животных, например насекомых, то есть макромир, как правило, обладают фокусным расстоянием от 50 до 180 мм. Хотя некоторые фотографы, умудряются использовать данные объективы, по мимо прямого назначения, и как портретные, и для съемки пейзажей.

Многие объективы комплектуются Блендой это такое приспособление которое одевается на объектив , и защищает его от попадания излишних мусорных лучей света, очень полезное приспособление не пренебрегайте им.

Также в маркировке объектива указывается диаметр резьбы для светофильтров например Ø49, это значит что на данный объектив подойдут светофильтры только с аналогичной резьбой а значит и маркировкой.

Очень важно знать и понимать что сменные объективы крепятся к тушке фотоаппарата по средствам байонета. Байонеты у объектива и камеры должны быть совместимы иначе они не смогут быть подсоединены друг к другу. Дело в том что у каждого производителя камер свой байонет не совместимый с другими.

Но все таки их можно совместить по средствам переходников.

Как уже говорилось, мы не рассматривали в данной статье всего спектра объективов и их классификаций, мы рассмотрели только наиболее часто используемые, которые могут пригодиться начинающему фотографу. Хотя надо сказать, что редко кто из даже именитых мастеров фотографии имеет, а тем более использует весь спектр объективов из перечисленного списка, как правило, используют два три регулярно, а остальные по обстоятельствам и часто ни когда. Самый распространенный набор, это какой ни будь Ширик, стандартный, часто Фикс, и Телиик или Телевик кто как называет. Хотя встречаются гурманы, которые имеют огромный набор и постоянно его пополняют.

Словом, рекомендую не кидаться покупать все, по снимайте на объектив из китового набора, снимайте на него до тех пор, пока не появится потребность в другом объективе, в каком покажет время, тогда и будете выбирать тот, какой наиболее подойдет для соответствующего круга задач.

Помню мой первый объектив, был фикс 50 мм еще на пленочном фотоаппарате «Зенит», и я умудрялся снимать на него буквально все от макро, до пейзажа, от портрета до натюрморта, и получалось иногда очень не плохо. Когда у вас один, но универсальный объектив, особенно фикс, ваш творческий потенциал, вынужден решать все возможные задачи, которые встают перед фотографом в условиях отсутствия выбора оптики. Некоторые педагоги обучающие искусству фотографии, рекомендуют данный подход как упражнение.

Снимайте чаще, и удачных всем снимков.

Данная статья на Яндекс Дзен

Дмитрий Бодяев.

Объектив | Значение, принципы, производство и факты

изображения, образованные выпуклыми и вогнутыми линзами

Смотреть все медиа

Ключевые люди:: Джузеппе Кампани Джон Генри Даллмейер Алван Грэм Кларк

Похожие темы:: скорость Линза Френеля отверстие собирающая линза анастигматическая линза

Просмотреть весь связанный контент →

Узнайте, как различные линзы формируют изображения за счет преломления света

Просмотреть все видео к этой статье

линза , в оптике кусок стекла или другое прозрачное вещество, которое используется для формирования изображения объекта путем фокусировки лучи света от объекта. Линза представляет собой кусок прозрачного материала, обычно круглой формы, с двумя полированными поверхностями, одна или обе из которых изогнуты и могут быть либо выпуклыми (выпуклыми), либо вогнутыми (вдавленными). Кривые почти всегда сферические; т. е. радиус кривизны постоянный. Линза обладает ценным свойством формировать изображения предметов, находящихся перед ней. Одинарные линзы используются в очках, контактных линзах, карманных лупах, проекционных конденсорах, сигнальных фонарях, видоискателях и в простых коробчатых камерах. Чаще всего несколько линз из разных материалов объединяют в одну составную линзу в тубусе, чтобы обеспечить коррекцию аберраций. Составные линзы используются в таких приборах, как фотоаппараты, микроскопы и телескопы.

Линза производит эффект фокусировки, потому что свет распространяется в линзе медленнее, чем в окружающем воздухе, так что преломление, резкое искривление луча света происходит как там, где луч входит в линзу, так и там, где он выходит из линзы в воздух.

Одиночная линза имеет две совершенно правильные противоположные поверхности; либо обе поверхности изогнуты, либо одна изогнута, а другая плоская. Линзы можно классифицировать в зависимости от их двух поверхностей: двояковыпуклые, плосковыпуклые, вогнуто-выпуклые (сходящийся мениск), двояковогнутые, плосковогнутые и выпукло-вогнутые (расходящийся мениск). Из-за кривизны поверхностей линз разные лучи падающего светового луча преломляются под разными углами, так что можно заставить весь пучок параллельных лучей сходиться или расходиться в одной точке. Эта точка называется фокальной точкой или главным фокусом линзы (часто обозначается на лучевых диаграммах буквой F). Преломление лучей света, отраженных от объекта или испущенных им, приводит к тому, что лучи формируют зрительный образ объекта. Это изображение может быть как реальным — фотографируемым или видимым на экране, так и виртуальным — видимым только при взгляде в объектив, как в микроскоп. Изображение может быть намного больше или меньше объекта, в зависимости от фокусного расстояния объектива и расстояния между объективом и объектом.

Фокусное расстояние линзы — это расстояние от центра линзы до точки, в которой формируется изображение удаленного предмета. Длиннофокусный объектив формирует более крупное изображение удаленного объекта, а короткофокусный — мелкое.

Обычно изображение, формируемое одной линзой, недостаточно для точной работы в таких областях, как астрономия, микроскопия и фотография; это связано с тем, что конус лучей, испускаемых одной точкой на удаленном объекте, не объединяется линзой в идеальную точку, а вместо этого образует небольшое пятно света. Это и другие присущие объективу дефекты изображения одной точки объекта называются аберрациями. Для исправления таких аберраций часто приходится комбинировать в одной оправе несколько линзоэлементов (одиночных линз), часть из которых может быть выпуклой, а часть вогнутой, часть из плотного высокопреломляющего или высокодисперсионного стекла, часть из низкодисперсионного стекла. — преломляющее или низкодисперсионное стекло. Элементы объектива могут быть склеены вместе или установлены на тщательно рассчитанных расстояниях, чтобы скорректировать аберрации отдельных элементов и получить изображение приемлемой резкости (9).

0031 см. также аберрацию

). Точное крепление также гарантирует правильное центрирование всех линз; то есть центры кривизны всех поверхностей линзы лежат на одной прямой, называемой главной осью линзы. Часто используемой мерой качества любой системы линз является ее способность формировать изображение, достаточно резкое, чтобы разделить или разрешить две очень близкие точки или линии на объекте. Разрешающая способность зависит от того, насколько хорошо исправлены различные аберрации в системе линз.

Простейшая составная линза представляет собой тонкую склеенную комбинацию двух одинарных линз, например, используемую в объективе (ближайшей к объекту линзе) небольшого телескопа-рефрактора. Объективы микроскопа могут содержать до восьми или девяти элементов, некоторые из которых могут быть изготовлены из разных материалов, чтобы собрать все цвета света в общий фокус и, таким образом, предотвратить хроматическую аберрацию. Объективы, используемые в фотоаппаратах, могут содержать от двух до 10 элементов, а так называемый зум-объектив или объектив с переменным фокусным расстоянием может иметь до 18 или 20 элементов в нескольких группах, при этом различные группы могут перемещаться вдоль оси с помощью рычагов или кулачками для получения желаемого изменения фокусного расстояния без смещения фокальной плоскости.

Линзы также сильно различаются по диаметру: от 0,16 см (1/16 дюйма) для элемента в объективе микроскопа до 100 см (40 дюймов) для объектива астрономического телескопа. В рефлекторах и некоторых других типах астрономических телескопов в качестве объектива вместо линз используются вогнутые зеркала.

Молекулярные выражения: наука, оптика и вы: свет и цвет

Посетите веб-сайт Molecular Expressions	gif»>



Галерея

Фотогалерея

Кремниевый зоопарк

Чип-шоты

Заставки

Музей

Веб-ресурсы

Грунтовка

Яванская микроскопия

Выиграть обои

Обои для Mac

Публикации

Пользовательские фотографии

Использование изображения

Свяжитесь с нами

Поиск

Дом

Знакомство с объективами

Термин линза применяется к куску стекла или прозрачного пластика, обычно круглой формы, который имеет две поверхности, отшлифованные и отполированные особым образом, предназначенные для схождения или расхождения света. Двумя наиболее распространенными типами линз являются вогнутые линзы и выпуклые линзы , которые показаны ниже на рисунке 1.

Обычная двояковыпуклая линза считается положительной линзой, потому что она заставляет световые лучи сходиться или концентрироваться, формируя реальное изображение. Реальные изображения можно проецировать на экран или просматривать без помощи дополнительных линз, но они кажутся перевернутыми или противоположными ориентации просматриваемого объекта. Эти линзы толще в центре, чем на периферии, и кажутся выпуклыми наружу полусферическим образом с постоянной кривизной радиуса. Двояковыпуклая линза, показанная на рис. 1(а), имеет фокальную точку в точке 9.0073 F с соответствующим фокусным расстоянием FL . Поскольку эта выпуклая линза симметрична с одинаковыми углами кривизны по обеим сторонам линзы, на другой стороне линзы имеется еще один фокус той же длины, что и FL , хотя он и не показан.

Вогнутые линзы, с другой стороны, считаются отрицательными линзами, потому что световые волны, проходящие через них , расходятся или рассеиваются от фокальной точки или центральной линии. Это расхождение возникает из-за того, что линза тоньше в центре и толще на периферии, в результате чего свет, попадающий в линзу, преломляется от ее центра. Двояковогнутая линза, показанная на рисунке 1(b), работает аналогично вогнутым зеркалам, в которых световые волны преломляются, как если бы они исходили из точки позади линзы. Эти волны сходятся в отрицательной фокусной точке, обозначенной цифрой 9.0073 F на рисунке 2(b). Поскольку свет на самом деле не сходится в этой точке, она называется точкой виртуального фокуса, а соответствующее изображение является виртуальным изображением . Виртуальные изображения кажутся прямыми или имеют ту же ориентацию, что и реальный объект, но их можно просматривать или проецировать только с помощью другого объектива.

Интерактивное руководство по Java


	Форма и действие линз Узнайте, как форма линзы влияет на взаимодействие света с линзой.

Как показано на рис. 1, линза работает путем преломления входящих световых волн в точках, где они входят и выходят из линзы. Однако угол этого преломления и, следовательно, фокусное расстояние линзы зависят от материала, из которого она состоит. Материалы с высоким показателем преломления имеют меньшее фокусное расстояние, чем материалы с более низким показателем преломления (9).0073 РИ ). Например, линзы из синтетических полимеров, таких как Lucite (RI = 1,47), имеют более низкий показатель преломления, чем стеклянные (RI = 1,51), в результате чего их фокусное расстояние несколько больше. К счастью, показатели преломления люцита и стекла настолько близки, что люцит можно использовать вместо стекла во многих линзах, таких как популярный одноразовый фотоаппарат. Другой пример: линза из чистого алмаза (RI = 2,42) будет иметь фокусное расстояние значительно меньшее, чем у стекла или люцита, хотя стоимость разработки такой линзы будет непомерно высокой.

Линзы различных форм, размеров и материалов находят широкое применение. Например, одиночные линзы, способные формировать реальные изображения, встречаются в инструментах, используемых для простого увеличения, таких как увеличительные стекла, очки, камеры с одним объективом, видоискатели и контактные линзы. Более сложные устройства, такие как составные микроскопы, телескопы и бинокли, используют комбинацию линз для увеличения увеличения и других желаемых оптических свойств. Тем не менее, эти инструменты обычно страдают ошибками объектива, которые искажают изображения с помощью различных механизмов, связанных с аберрации или дефекты, возникающие из-за сферической геометрии поверхностей линз. Существует несколько типов ошибок объектива, но общий эффект оптических аберраций в микроскопе заключается в появлении дефектов в мельчайших чертах и деталях наблюдаемого изображения. Таким образом, аберрация является одним из многих факторов, которые следует учитывать при выборе типа объектива.

Большинство линз классифицируются в соответствии с их двумя основными поверхностями и кривизной, поскольку тип преломления, возникающий при прохождении света через линзу, зависит от геометрии этой линзы. Основные группы линз обычно делятся на две подкатегории: собирающие линзы и рассеивающие линзы. Каждая категория содержит несколько различных типов объективов, которые рассматриваются отдельно ниже.

Двояковыпуклая линза . Простейшей увеличительной линзой является двояковыпуклая (иногда называемая двояковыпуклой) собирающая линза, которая собирает световые лучи в фокусе, как показано на рис. 1(а). Фокусное расстояние двояковыпуклой линзы, также представленной на рис. 2(а), зависит от угла кривизны ее граней. Более высокие углы кривизны приводят к более коротким фокусным расстояниям из-за того, что световые волны преломляются под большим углом по отношению к центральной линии линзы. Симметричный характер двояковыпуклых линз сводит к минимуму сферическую аберрацию в приложениях, где изображение и объект находятся на симметричных расстояниях. Эти линзы обычно используются для фокусировки и увеличения изображения.

Двояковыпуклая линза — Вогнутые линзы, подобные показанной на рис. 2(d), в основном используются для рассеивания света и уменьшения изображения, а также для увеличения фокусных расстояний системы и коллимации сходящихся световых лучей. Двояковогнутая (иногда называемая двояковыпуклой) линза преломляет параллельные входные лучи так, что они расходятся от оптической оси на выходной стороне линзы, но образуют отрицательный фокус перед линзой, как показано на рисунке. 1(б). Хотя выходные лучи на самом деле не пересекаются, образуя фокальную точку, кажется, что они расходятся от виртуального изображения, расположенного на стороне объекта линзы. Двояковогнутые линзы часто соединяют с другими линзами, чтобы уменьшить фокусное расстояние оптических систем.

Плоско-выпуклая линза . На Рисунке 2(b) и Рисунке 3 показаны типичные плосковыпуклые линзы, которые имеют одну положительную полусферическую сторону и одну плоскую сторону. Плоско-выпуклые линзы являются сходящимися, фокусируя параллельные лучи света в положительную фокальную точку, как показано на рисунке 3. Таким образом, эти линзы формируют реальные изображения, которые можно проецировать или манипулировать с помощью пространственных фильтров. Асимметрия плосковыпуклых линз сводит к минимуму сферическую аберрацию в приложениях, где объект и изображение находятся на неравных расстояниях от линзы. Когда изогнутая поверхность объектива ориентирована на объект, достигается максимально четкая фокусировка. Плосковыпуклые линзы полезны для коллимации расходящихся лучей света и для фокусировки оптической системы.

Вогнуто-выпуклая линза . Третий тип собирающей линзы — это вогнуто-выпуклая линза, показанная на рис. 2(с) и рис. 4. Более известная как положительная (собирающая) менисковая линза, эта линза также имеет асимметричное строение. Одна его грань имеет выпуклую полусферическую форму, а другая слегка вогнутая. Менисковые линзы чаще всего используются в сочетании с другой линзой для создания оптической системы с более длинным или более коротким фокусным расстоянием, чем у оригинальной линзы. Например, положительную менисковую линзу можно поместить после плосковыпуклой линзы, чтобы сократить ее фокусное расстояние без ухудшения характеристик оптической системы. Линзы с положительным мениском имеют больший радиус кривизны на вогнутой стороне линзы, чем на выпуклой, что позволяет формировать реальное изображение.

Плоско-вогнутая линза — Плоско-вогнутая линза, показанная на рис. 2(e) и рис. 5, представляет собой рассеивающую линзу с отрицательной фокальной точкой, создающую мнимое изображение. Когда коллимированный световой пучок падает на криволинейную поверхность плосковогнутой линзы, выходная сторона образует расходящийся пучок. Этот луч появляется из меньшего виртуального точечного источника, чем если бы плоская поверхность была обращена к коллимированному лучу. Плоско-вогнутые линзы используются для расширения световых лучей или увеличения фокусного расстояния в существующих оптических системах.

Выпукло-вогнутая линза . Эту линзу обычно называют отрицательной (расходящейся) менисковой линзой, поскольку ее вогнутая поверхность имеет меньший радиус кривизны, чем выпуклая поверхность, как показано на рис. 2(f) и рис. 6. , Этот тип объектива можно использовать для уменьшения или устранения сферической аберрации в оптических системах, с которыми связан объектив, и его можно комбинировать с другими объективами для повышения разрешающей способности.

Соавторы

Мортимер Абрамовиц — Olympus America, Inc., Two Corporate Center Drive., Мелвилл, Нью-Йорк, 11747.

Shannon H. Neaves и Michael W. Davidson – Национальная лаборатория сильного магнитного поля, 1800 East Paul Dirac Dr., Университет штата Флорида, Таллахасси, Флорида, 32310.

НАЗАД К СВЕТУ И ЦВЕТУ