פאָקאַל לענג פון אָפּטישע סיסטעמען דעפֿיניציע און טעסט מעטאָדן

1. פֿאָקאַל לענג פֿון אָפּטישע סיסטעמען

פאקאל לענג איז א זייער וויכטיגער אינדיקאטאר פון אפטישן סיסטעם, פארן קאנצעפט פון פאקאל לענג, האבן מיר מער אדער ווייניגער א פארשטאנד, מיר באריכטן דא.
די פאָקאַל לענג פון אַן אָפּטישער סיסטעם, דעפינירט ווי די דיסטאַנץ פון דעם אָפּטישן צענטער פון דער אָפּטישער סיסטעם צום פאָקוס פון דעם שטראַל ווען פּאַראַלעל ליכט פאַלט אַריין, איז אַ מאָס פון דער קאָנצענטראַציע אָדער דיווערגענץ פון ליכט אין אַן אָפּטישער סיסטעם. מיר נוצן די פאלגענדע דיאַגראַמע צו אילוסטרירן דעם באַגריף.

אין דער אויבנדערמאנטער פיגור, דער פאראלעלער שטראל וואס קומט אריין פון לינקן עק, נאכדעם וואס ער גייט אדורך דעם אפטישן סיסטעם, קאנווערדזשירט צום בילד פאקוס F', די פארקערטע פארלענגערונג ליניע פון ​​דעם קאנווערדזשירנדיקן שטראל שניידט זיך מיט דער קארעספאנדירנדיקער פארלענגערונג ליניע פון ​​דעם איינפאלנדיקן פאראלעלן שטראל אין א געוויסן פונקט, און די אייבערפלאך וואס גייט אדורך דעם פונקט און איז פערפענדיקולאר צו דער אפטישער אקס ווערט גערופן די הינטערשטע הויפט פלאך, די הינטערשטע הויפט פלאך שניידט זיך מיט דער אפטישער אקס אין פונקט P2, וואס ווערט גערופן דער הויפט פונקט (אדער דער אפטישער צענטער פונקט), די דיסטאנץ צווישן דעם הויפט פונקט און דעם בילד פאקוס, דאס איז וואס מיר רופן געווענליך די פאקאל לענג, דער פולער נאמען איז די עפעקטיווע פאקאל לענג פון דעם בילד.
מען קען אויך זען פון דער פיגור אז די דיסטאַנץ פון דער לעצטער ייבערפלאַך פון דער אָפּטישער סיסטעם ביזן פאָקוס־פונקט F' פון בילד ווערט גערופן די הינטערשטע פאָקוס־לענג (BFL). דעריבער, אויב דער פּאַראַלעלער שטראַל קומט אַריין פון דער רעכטער זייט, זענען אויך דאָ באַגריפן פון עפעקטיווער פאָקוס־לענג און פראָנט־פאָקאַל־לענג (FFL).

2. פאָקאַל לענג טעסטינג מעטאָדן

אין פּראַקטיק, זענען דאָ פילע מעטאָדן וואָס קענען גענוצט ווערן צו פּרובירן די פֿאָקאַל לענג פֿון אָפּטישע סיסטעמען. באַזירט אויף פֿאַרשידענע פּרינציפּן, קען מען צעטיילט די פֿאָקאַל לענג טעסט מעטאָדן אין דריי קאַטעגאָריעס. די ערשטע קאַטעגאָריע איז באַזירט אויף דער פּאָזיציע פֿון דער בילד פלאַך, די צווייטע קאַטעגאָריע ניצט די באַציִונג צווישן פֿאַרגרעסערונג און פֿאָקאַל לענג צו באַקומען דעם פֿאָקאַל לענג ווערט, און די דריטע קאַטעגאָריע ניצט די כוואַליעפֿראָנט קרומונג פֿון דעם קאָנווערדזשינג ליכט שטראַל צו באַקומען דעם פֿאָקאַל לענג ווערט.
אין דעם אָפּטייל וועלן מיר באַקענען די געוויינטלעך גענוצטע מעטאָדן פֿאַר טעסטינג די פֿאָקוס לענג פֿון אָפּטישע סיסטעמען:

2.1Cאָלימאַטאָר מעטאָד

דער פּרינציפּ פון ניצן אַ קאָלימאַטאָר צו פּרובירן די פֿאָקאַל לענג פֿון אַן אָפּטישער סיסטעם איז ווי געוויזן אין דער דיאַגראַמע אונטן:

אין דער בילד, איז דער טעסט מוסטער געשטעלט ביים פאָקוס פונעם קאָלימאַטאָר. די הייך y פונעם טעסט מוסטער און די פאָקוס לענג f_c'פון דעם קאָלימאַטאָר זענען באַקאַנט. נאָכדעם וואָס דער פּאַראַלעלער שטראַל וואָס ווערט אַרויסגעלאָזט דורך דעם קאָלימאַטאָר ווערט קאָנווערדזשירט דורך דעם געטעסטן אָפּטישן סיסטעם און אָפּגעבילדעט אויף דער בילד־פלאַך, קען די פֿאָקוס־לענג פֿון דעם אָפּטישן סיסטעם ווערן אויסגערעכנט באַזירט אויף דער הייך y' פֿון דעם טעסט־מוסטער אויף דער בילד־פלאַך. די פֿאָקוס־לענג פֿון דעם געטעסטן אָפּטישן סיסטעם קען נוצן די פֿאָלגנדיקע פֿאָרמולע:

2.2 גאַוסישMמעטאָד
די סכעמאַטישע פיגור פון גאַוססיאַן מעטאָד פֿאַר טעסטינג די פֿאָקאַל לענג פון אַן אָפּטיש סיסטעם איז געוויזן ווי אונטן:

אין דער פיגור, ווערן די פראנט און הינטערשטע הויפט-פלאַכן פון דעם אָפּטישן סיסטעם אונטער טעסט רעפּרעזענטירט ווי P און P' בהתאמה, און די דיסטאַנץ צווישן די צוויי הויפט-פלאַכן איז d_Pאין דעם מעטאָד, דער ווערט פון ד_Pווערט באַטראַכט ווי באַקאַנט, אדער זיין ווערט איז קליין און קען איגנאָרירט ווערן. אן אביעקט און אן אויפנעמער-עקראַן ווערן געשטעלט אויף די לינקע און רעכטע עקן, און די דיסטאַנץ צווישן זיי ווערט רעקאָרדירט ​​ווי L, וואו L דאַרף זיין גרעסער ווי 4 מאָל די פאָקאַלע לענג פון דער סיסטעם אונטער טעסט. די סיסטעם אונטער טעסט קען געשטעלט ווערן אין צוויי פּאָזיציעס, באַצייכנט ווי פּאָזיציע 1 און פּאָזיציע 2 ריספּעקטיוולי. דער אביעקט אויף דער לינקער זייט קען קלאָר אפגעמאָלט ווערן אויף דער אויפנעמער-עקראַן. די דיסטאַנץ צווישן די צוויי לאָקאַציעס (באַצייכנט ווי D) קען געמאָסטן ווערן. לויט דער קאָניוגאַט באַציִונג, קענען מיר באַקומען:

ביי די צוויי פאזיציעס, ווערן די דיסטאנצן צום אביעקט רעקארדירט ​​אלס s1 און s2 בהתאמה, דאן s2 - s1 = D. דורך פארמל דעריוואציע, קענען מיר באקומען די פאקאל לענג פון דעם אפטישן סיסטעם ווי פאלגנד:

2.3לענסאָמעטער
דער לענסאָמעטער איז זייער פּאַסיק פֿאַר טעסטן לאַנגע פֿאָקאַלע לענג אָפּטישע סיסטעמען. זײַן סכעמאַטישע פֿיגור איז ווי פֿאָלגט:

ערשטנס, די לענס אונטער טעסט ווערט נישט געשטעלט אין דעם אפטישן וועג. די באאבאכטעטע ציל אויף דער לינקער זייט גייט אדורך די קאלימירנדיקע לענס און ווערט פאראלעל ליכט. די פאראלעל ליכט ווערט קאנווערדזשירט דורך א קאנווערדזשירנדיקע לענס מיט א פאקאל לענג פון f₂און שאַפט אַ קלאָר בילד ביים רעפערענץ בילד פלאַך. נאָכדעם וואָס דער אָפּטישער וועג איז קאַליברירט, ווערט די לענס אונטער טעסט געשטעלט אין דעם אָפּטישן וועג, און די דיסטאַנץ צווישן דער לענס אונטער טעסט און דער קאָנווערדזשינג לענס איז f₂. אלס רעזולטאט, צוליב דער אקציע פון ​​דער לינז אונטער טעסט, וועט דער ליכט שטראל ווערן איבערגעפאָקוסירט, וואָס וועט פאַראורזאַכן אַ פֿאַרשייבונג אין דער פּאָזיציע פון ​​דער בילד-פלאַך, וואָס וועט רעזולטירן אין אַ קלאָר בילד ביי דער פּאָזיציע פון ​​דער נייער בילד-פלאַך אין דער דיאַגראַמע. די דיסטאַנץ צווישן דער נייער בילד-פלאַך און דער קאָנווערדזשינג לינז ווערט באַצייכנט ווי x. באַזירט אויף דער אָביעקט-בילד באַציִונג, קען מען אויסרעכענען די פֿאָקוס לענג פון דער לינז אונטער טעסט ווי:

אין פּראַקטיק, איז דער לענסאָמעטער ברייט געניצט געוואָרן אין דער שפּיץ פֿאָקוס מעסטונג פֿון ברילן לענסעס, און האט די מעלות פֿון פּשוטער אָפּעראַציע און פֿאַרלעסלעכער פּינקטלעכקייט.

2.4 אַבבעRעפראַקטאָמעטער

דער אַבע רעפֿראַקטאָמעטער איז נאָך אַ מעטאָד פֿאַר טעסטן די פֿאָקאַל לענג פֿון אָפּטישע סיסטעמען. זײַן סכעמאַטישע פֿיגור איז ווי פֿאָלגט:

שטעלט צוויי ליניאַלן מיט פֿאַרשידענע הייכן אויף דער אָביעקט-איבערפֿלאַך זײַט פֿון דער לינז וואָס ווערט געטעסט, נעמלעך סקאַלע-פּלאַטע 1 און סקאַלע-פּלאַטע 2. די קאָרעספּאָנדירנדיקע סקאַלע-פּלאַטעס' הייך זענען y1 און y2. די דיסטאַנץ צווישן די צוויי סקאַלע-פּלאַטעס איז e, און דער ווינקל צווישן דער ליניאַל'ס אויבערשטער ליניע און דער אָפּטישער אַקס איז u. די סקאַלע-פּלאַטע ווערט אָפּגעבילדעט דורך דער געטעסטער לינז מיט אַ פֿאָקוס-לענג פֿון f. אַ מיקראָסקאָפּ ווערט אינסטאַלירט אויף דער בילד-איבערפֿלאַך עק. דורך באַוועגן די פּאָזיציע פֿון מיקראָסקאָפּ, ווערן געפֿונען די אויבערשטע בילדער פֿון די צוויי סקאַלע-פּלאַטעס. אין דעם מאָמענט, ווערט די דיסטאַנץ צווישן דעם מיקראָסקאָפּ און דער אָפּטישער אַקס באַצייכנט ווי y. לויט דער אָביעקט-בילד באַציִונג, קענען מיר באַקומען די פֿאָקוס-לענג ווי:

2.5 מאָיר דעפלעקטאָמעטריעמעטאָד
די מוירע דעפלעקטאָמעטריע מעטאָדע וועט נוצן צוויי סעטן פון ראָנטשי רולינגס אין פּאַראַלעלע ליכט שטראַלן. ראָנטשי רולינג איז אַ גריד-ווי מוסטער פון מעטאַל כראָם פילם דעפּאַזיטעד אויף אַ גלאז סאַבסטראַט, וואָס ווערט געוויינטלעך געניצט צו פּרובירן די פאָרשטעלונג פון אָפּטישע סיסטעמען. די מעטאָדע נוצט די ענדערונג אין מוירע פֿראַנצן געשאפן דורך די צוויי גראַטינגז צו פּרובירן די פֿאָקאַל לענג פון די אָפּטישע סיסטעם. די סכעמאַטישע דיאַגראַמע פון ​​דעם פּרינציפּ איז ווי גייט:

אין דער אויבנדערמאנטער בילד, ווערט דער באאבאכטעטער אביעקט, נאכדעם וואס ער גייט אדורך דעם קאלימאטאר, א פאראלעלער שטראל. אין דעם אפטישן וועג, אן ערשט צולייגן די געטעסטע לענס, גייט דער פאראלעלער שטראל אדורך צוויי גריטינגס מיט א פארשייבונג ווינקל פון θ און א גריטינג ספעיסינג פון d, וואס פארמירט א סעט פון מוירע פרינדזשעס אויף דער בילד פלאך. דערנאך ווערט די געטעסטע לענס געשטעלט אין דעם אפטישן וועג. דאס ארגינעלע קאלימירטע ליכט, נאך רעפרעקציע דורך דער לענס, וועט פראדוצירן א געוויסע פאקאל לענג. דער קרומונג ראדיוס פון דעם ליכט שטראל קען מען באקומען פון דער פאלגנדער פארמל:

געוויינטלעך ווערט די לענס אונטער טעסט געשטעלט זייער נאנט צום ערשטן גראַטינג, אַזוי דער R ווערט אין דער אויבנדערמאָנטער פאָרמולע קאָרעספּאָנדירט צו דער פאָקאַל לענג פון דער לענס. דער מייַלע פון ​​דעם מעטאָד איז אַז עס קען טעסטן די פאָקאַל לענג פון פּאָזיטיווע און נעגאַטיווע פאָקאַל לענג סיסטעמען.

2.6 אָפּטישFאיבערAאוטאָקאָלימאַציעMמעטאָד
דער פּרינציפּ פֿון ניצן די אָפּטישע פֿאַזער אויטאָקאָלימאַציע מעטאָדע צו טעסטן די פֿאָקוס לענג פֿון דער לענס ווערט געוויזן אין דער בילד אונטן. עס ניצט פֿאַזער אָפּטיק צו אַרויסלאָזן אַ דיווערדזשענט שטראַל וואָס גייט דורך דער לענס וואָס ווערט געטעסט און דערנאָך אויף אַ פלאַך שפּיגל. די דריי אָפּטישע וועגן אין דער בילד רעפּרעזענטירן די באַדינגונגען פֿון דער אָפּטישער פֿאַזער אין פֿאָקוס, אין פֿאָקוס, און אַרויס פֿון פֿאָקוס, בהתאמה. דורך באַוועגן די פּאָזיציע פֿון דער לענס אונטער טעסט אַהין און צוריק, קענט איר געפֿינען די פּאָזיציע פֿון דעם פֿאַזער קאָפּ ביים פֿאָקוס. אין דעם מאָמענט, ווערט דער שטראַל זעלבסט-קאָלימירט, און נאָך אָפּשפּיגלונג דורך דעם פלאַך שפּיגל, וועט רובֿ פֿון דער ענערגיע זיך אומקערן צו דער פּאָזיציע פֿון דעם פֿאַזער קאָפּ. דער מעטאָד איז פּשוט אין פּרינציפּ און גרינג צו דורכפֿירן.

3. מסקנא

פאקאל לענג איז א וויכטיגער פאראמעטער פון אן אפטישן סיסטעם. אין דעם ארטיקל, וועלן מיר דעטאלירן דעם קאנצעפט פון אפטישע סיסטעם פאקאל לענג און אירע טעסט מעטאדן. צוזאמען מיט דער שׁעמאַטישער דיאַגראַמע, דערקלערן מיר די דעפיניציע פון ​​פאקאל לענג, אריינגערעכנט די קאנצעפטן פון בילד-זייט פאקאל לענג, אביעקט-זייט פאקאל לענג, און פראנט-צו-הינטן פאקאל לענג. אין פראקטיק, זענען דא אסאך מעטאדן פאר טעסטן די פאקאל לענג פון אן אפטישן סיסטעם. דער ארטיקל שטעלט פאר די טעסט פרינציפן פון דער קאלימאטאר מעטאד, גאוסיש מעטאד, פאקאל לענג מעסטונג מעטאד, אבבע פאקאל לענג מעסטונג מעטאד, מוירע דעפלעקציע מעטאד, און אפטישע פיבער אויטאקאלימאציע מעטאד. איך גלויב אז דורך לייענען דעם ארטיקל, וועט איר האבן א בעסער פארשטאנד פון די פאקאל לענג פאראמעטערס אין אפטישע סיסטעמען.