
拡大鏡の倍率を計算するにはどうすればよいですか?
非球面レンズは、いくつかの観点から理想的な拡大鏡です。共役点で使用すると、像に歪みが生じません(拡大後も長方形の格子は長方形の格子のままです)。レンズの大きさが両眼で対象物を観察できるほど大きい場合、立体的な視界が得られます。
倍率を計算するには、次の公式を使います。M(倍率)=像の高さ÷物体の高さ。この公式にデータを代入して解きます。答えが1より大きい場合、像は拡大されていることを意味します。答えが0から1の間であれば、像は物体よりも小さいことを意味します。
倍率はどうやって決めるのですか?
レンズの焦点距離とは、レンズの中心から光線が焦点に集まる点までの距離です。虫眼鏡で光を集光してアリを焼いたことがある人なら、この距離を見たことがあるでしょう。学問の問題では、この距離はしばしば提示されます。実生活では、レンズ自体にこの情報がラベルで表示されていることもあります。
レンズから拡大する物体までの距離とレンズの焦点距離がわかっていれば、レンズ方程式を使用して像の距離を簡単に見つけることができます。
スポットサイズ
これまで、レンズに入射する放射照度とスクリーン上の点における光量、そしてスクリーンに穴を開けるのに必要な最小放射照度を求める方法を学びました。しかし、スクリーン上に表示されるスポットのサイズについてはあまり議論してきませんでした。3つの拡大レンズと老眼鏡のデータを見ると、レンズごとにスポットのサイズが異なっていることがわかります。これらの異なるスポットサイズは何を表しているのでしょうか?放射照度やこれまでに観測された何かに影響を与えるのでしょうか?また、特定のレンズから、実際に見えるスポットサイズを予測することはできるのでしょうか?(1)式を利用すると、レンズの倍率は次のように求められます。
虫眼鏡の倍率の公式
物体と目の間に拡大鏡を置くと、物体を目に近づけることができ、目は形成された虚像に焦点を合わせることができます。望ましくは、最も明瞭に視認できる距離に焦点を合わせます。通常の拡大率Mは、像の角度θ'と物体の角度θ の比です。
拡大鏡とは、焦点距離が250mm未満の正レンズのことです。レンズの倍率Mは、焦点距離を250で割ることで概算されます。
計算式: M= θ'/θ =(250mm/f)
例えば、焦点距離50mmのレンズは、M = 250/50 = 5倍の倍率を提供します。
フレネルレンズの倍率の公式
薄レンズ方程式から、M = θ'/θ =(250mm/f) +1、
無限遠の虚像の場合、これは真実です。フレネルレンズは一般的に物体をわずかに拡大するために使用されます。 通常、フレネルレンズ内で物体全体を一度に見えるようにするため、レンズは長さと幅の両方で物体の大きさの1.2倍または1.5倍である必要があります。 そのため、式は+1となります。薄型レンズの式によれば、焦点距離80mmのハガキサイズの拡大鏡は、倍率が4倍になります。