レンズは透明な素材で、通常は丸い形をしており、2 つの研磨面があります。またはその両方が湾曲しており、凸状 (膨らんでいる) または凹状 (膨らんでいない) (くぼんでいる) の場合があります。通常、曲線は常に球状です。つまり、曲率半径は一定です。目の前にあるものを写すレンズの能力は、重要な品質です。眼鏡、コンタクト レンズ、ポケット拡大鏡、プロジェクション コンデンサー、信号灯、ビューファインダー、基本的なボックス カメラはすべて単レンズを使用しています。収差を補正するために、さまざまな材料で作られた多数のレンズがチューブ内の複合レンズとして結合されることがよくあります。複合レンズは、カメラ、顕微鏡、望遠鏡など、さまざまな機器に採用されています。
レンズとは?
レンズは、光線を一定の方法で曲げるように形成された透明な素材です。光線を特定の場所に収束させたり、特定の場所から発散させたりすることを意味するかどうかに関係なく、それを通過します。レンズはガラス製またはプラスチック製で、レンズの形状によって光線が収束するか発散するかが制御されます。 「レンズ」という用語は、収束レンズとマメ科植物の形状が類似しているため、ラテン語の「レンズ豆」に由来します。
レンズの素材には周囲の空気とは異なる屈折率があるため、光線の実際の曲がりはレンズによって生成されます。スネルの屈折の法則は、入射光線と屈折光線の間の角度の差を 2 つの材料の屈折率に関連付けることによって、この動作を説明します。
要約すると、屈折率の低い物質から高い物質に移動すると (例：空気からガラスへ）、光線は表面の「法線」（つまり、その点で表面に垂直な方向）に向かって偏向され、屈折率の高い材料から移動する光線にはその逆が当てはまります。
レンズの種類
レンズには、凸面 (または収束) と凹面 (または発散) の 2 種類があります。
凸
凸レンズ (正レンズとも呼ばれる) は、ガラス (またはプラスチック) の表面が外側に膨らんでいます。レンズ豆のような象徴的なフォルムを作り出しています。凸レンズは収束レンズとも呼ばれます。これは、凸レンズを通過する平行光線が内側に曲がり、レンズのすぐ向こうにある焦点で出会う (収束する) ためです。
凸レンズは、望遠鏡や双眼鏡で遠くの光線を目に集中させるために使用されます。
凹面
「これは、平行光線が点から発散することを可能にする別の形式のレンズです。」これは、凹レンズまたは発散レンズと呼ばれます。このレンズは中央が狭く、縁が厚い。」
重要な用語
焦点:焦点は、2 つの平行光線がレンズを通過した後に収束する点です。
焦点距離 :レンズの焦点距離は、レンズの中心と焦点の間の距離です。レンズの「屈折力」を効果的に定義します。
光軸:光軸はレンズの対称線です。
光線は、直線が光波の速度を表す光の経路の近似値です。 (または光子)。オブジェクト上のすべての点は、考えられるすべての方向に光線を放出しますが、最終的な画像の位置は、通常、いくつかの異なる光線によって決定されます。
光学中心:光学中心は、レンズの中心にある主軸上の点です。
屈折後、凸レンズの主軸に平行に進む光線は、凸レンズの 1 点で出会います。主軸は、焦点 F の主焦点として知られています。その結果、凸レンズは収束レンズとしても知られています。主焦点 F は凹レンズに付けられた名前です。その結果、凹レンズは発散レンズとしても知られています。
極 :極は、レンズの球面屈折面の中心です。主軸がレンズの表面と交差する点。
曲率の中心:レンズには 2 つの球面があり、これらが一緒になって球を形成します。曲率の中心は、これらの球が交差する点です。
レンズの焦点距離の決定
近似テクニック
凸レンズを使用して、非常に遠くの物体 (木など) のくっきりとした倒立写真に焦点を合わせます。 6 メートル以上離れて) 白い画面に。メートル法を使用して、スクリーンとレンズの間の距離を測定します。これにより、レンズの焦点距離 (f) の大まかな見積もりが得られます。
視差方式なし
レンズの主軸に対して垂直に平面鏡を配置します。逆さになったピンを、その先端が主軸に平行になるようにコルクに置きます。レンズの前にあるピンを、そのポイント (先端) が反転したイメージのポイントと揃うまで前後に動かします。
ピンとその画像の間に視差がない場合、一致は保証されます。凸レンズの焦点距離 (f) は、レンズとピンの間の距離によって与えられます。
結論
収束レンズとマメ科植物の形状が似ているため、「レンズ」という名前は「レンズ豆」のラテン語。レンズによって引き起こされる光線の真の曲がりは、レンズ材料が周囲の空気とは異なる屈折率を持っているために発生します。凸レンズは、平行光線が内側に曲がり、レンズのすぐ先にある焦点で交わることができるため、収束レンズとしても知られています。凸レンズの主軸に平行に進行する光線は、主焦点または屈折後の焦点 F として知られる主軸上の点で出会います。
