As lentes geralmente são materiais de vidro ou plástico com duas superfícies através das quais a luz passa. Eles produzem imagens que podem ser ampliações ou reduções de um assunto. A superfície da lente pode ser plana, côncava ou convexa. Em uma lente convergente, os raios de luz que passam pela lente convergem em um ponto focal em seu lado oposto. Em uma lente divergente, os raios emergem da lente como se viessem de um ponto focal em seu lado oposto. Em cada caso, a distância entre o ponto focal e o eixo vertical da lente é a distância focal.

Forma

As superfícies de uma lente convergente são convexas para o exterior e suas distâncias focais. são positivos. Uma superfície da lente que é côncava para o exterior é uma lente divergente com uma distância focal negativa. O raio de curvatura de uma lente é o raio de uma esfera imaginária da qual a superfície da lente foi cortada.

Índice de refração

A propriedade óptica de um material de lente é seu índice de refração. Primeiramente definido pelo matemático holandês Willebrord Snellius no século XVII, é a relação entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no material em questão. O índice de refração da água é 1,33 e para o vidro é de 1,5.

Lente fina

O eixo óptico de uma lente é uma linha reta que passa pelo ponto médio de cada superfície da lente. Uma lente fina tem uma espessura desprezível neste ponto em comparação com sua distância focal. A lente dobra ou refrata a luz instantaneamente em um plano central que é vertical em relação ao eixo óptico. O recíproco do comprimento focal de uma lente fina é igual ao índice de refração multiplicado pela soma do raio de curvatura de cada superfície da lente.

Planos Principais

Na realidade, os cálculos de a distância focal de um sistema de lentes deve levar em consideração a distância entre as superfícies das lentes. Planos principais são conceitos matemáticos de superfícies dentro do sistema de lentes onde a refração acontece. O sistema mais simples tem um plano principal frontal, onde um feixe de luz atinge a lente e um plano principal traseiro, onde ela emerge. Esses planos são perpendiculares ao eixo óptico e cruzam o eixo nos pontos principais, também chamados de pontos nodais.

Lente Espessa

A equação de Gullstrand, nomeada em homenagem ao oftalmologista sueco do século 20 Allvar Gullstrand, é um fórmula matemática para calcular a distância focal de uma lente espessa. Ele relaciona a distância focal de toda a lente com a espessura da lente no eixo óptico, o índice de refração do material da lente e a distância focal de cada superfície. A distância focal individual é a distância entre cada ponto focal e seu ponto nodal dentro da lente.