linse - optisk begreb

Linse. For en tynd linse, hvor afbildningsfejl er ubetydelige, kan billedet af et objekt bestemmes ved en geometrisk konstruktion: En lysstråle fra et punkt på objektet (på tegningen spidsen af pilen), der forløber parallelt med den optiske akse, vil efter linsen gå gennem brændpunktet F2; tilsvarende vil en stråle gennem det nærmeste brændpunkt F1 forløbe parallelt med den optiske akse efter afbøjning i linsen; endelig vil en stråle gennem linsens midtpunkt gå ubrudt igennem. Hvor disse stråler skærer hinanden, findes billedet af objektet (kun to af strålerne er nødvendige for konstruktionen). Billedet kan også findes ved at benytte afbildningsligningen og de to afstande s og s' samt brændvidden f.

.

Linse. 1 Positiv linse (samlelinse). 2 Negativ linse (spredelinse). En linses styrke er karakteriseret ved dens brændvidde, som er afstanden fra linsens midtpunkt til brændpunkterne F1 og F2. Brændvidden regnes positiv for en samlelinse og negativ for en spredelinse. En lysstråle parallel med den optiske akse vil efter afbøjning i en positiv linse passere gennem brændpunktet efter linsen. I en negativ linse vil strålen efter afbøjning have en retning, som om den kom fra brændpunktet foran linsen.

.

Linse, optisk komponent, som benyttes til at samle eller sprede lys samt overføre optisk information eller optisk energi eller til at udføre optisk signalbehandling. En linses funktion er at omdanne en kuglebølge, der kommer fra et objektpunkt, til en kuglebølge med centrum i billedpunktet.

Faktaboks

etymologi:
Ordet linse kommer af latin lens 'linse'.

En traditionel linse er fremstillet af et materiale, der er transparent for det aktuelle bølgelængdeområde; for det synlige område fx optisk glas eller plast. Linsen afgrænses normalt af to krumme flader (én flade kan være plan). Hvis den er tykkest på midten, er der tale om en samlelinse, også betegnet positiv eller konveks. Når lyset som en plan bølge passerer igennem en samlelinse, vil bølgen forsinkes mere gennem midten end ved kanterne, idet lys udbreder sig langsommere i glas end i luft. Denne plane lysbølge vil derfor ændres til en konkav bølge med centrum i et punkt, brændpunktet. Her vil lyset samles og give et billedpunkt (reelt) af et uendelig fjernt objektpunkt.

Hvis linsen er tykkest ved kanterne, er den en spredelinse, også betegnet negativ eller konkav. En spredelinse vil ændre en plan lysbølge til en kuglebølge, der ser ud, som om den kommer fra et brændpunkt før linsen, dvs. den vil danne et indbildt (virtuelt) billede.

Når objektplaceringen er kendt, vil billedplaceringen være bestemt af afbildningsligningen: 1/s1/s' = 1/f, hvor s og s' er afstandene fra linsen til hhv. objekt og billede regnet positivt i lysstrålens retning, og f er brændvidden, dvs. afstanden fra linsen til dens brændpunkt (positiv for samlelinse, negativ for spredelinse).

Ved afbildning med en linse vil der altid forekomme afbildningsfejl (aberrationer). Ved mere krævende anvendelser må der derfor ofte benyttes flere linser (et objektiv) for at reducere fejlen. Et objektiv er perfekt, når afbildningsfejlene giver en mindre billedplet end bøjningspletten, der skyldes lysets bølgeegenskaber (diffraktion). Linsen betegnes da som diffraktionsbegrænset.

En linse eller et objektiv beskrives ved brændvidden f, eller styrken 1/f med enheden dioptri (m-1), og ved diameteren d. Ofte kombineres disse til F-tallet = f/d eller den numeriske apertur NA ≈ 1/2F, der er bestemmende for belysningen i billedet. For et objektiv, der skal anvendes i et givet optisk system, angives endvidere den synsfeltvinkel, ved hvilken det skal benyttes.

Et diffraktionsbegrænset objektiv med stort synsfelt og numerisk apertur kan overføre meget store informationsmængder (ca. 108 uafhængige parallelle kanaler). En linses evne til at udføre Fouriertransformationer (Fourieroptik) benyttes i vid udstrækning i optisk signalbehandling (se Fourieranalyse).

Nye typer linser, hvor brydningsindekset i glasset varierer radiært (GRIN) eller efter aksen (GRADIUM), har åbnet nye muligheder for linsedesign.

Kommentarer

Din kommentar publiceres her. Redaktionen svarer, når den kan.

Du skal være logget ind for at kommentere.

eller registrer dig