Een lens is een transparant, vaak glazen element waarmee beelden vergroot of verkleind kunnen worden. Voor veel doeleinden worden groepen van lenzen gebruikt die dan wel objectief worden genoemd; ook een oculair van een microscoop of telescoop bestaat meestal uit verscheidene lenzen. Ook in het menselijk lichaam zit een lens, namelijk in het oog.
Van een positieve lens, "een vergrootglas of loep", kan eenvoudig de brandpuntsafstand worden bepaald. Wordt licht van een verre lichtbron (bijvoorbeeld de zon) afgebeeld via de lens op bijvoorbeeld een papier, dan otnstaat een scherp beeld van de lichtbron. In het geval van de zon is dat een heldere stip. De afstand tussen het midden van de lens en het scherpe beeld wordt brandpuntsafstand genoemd.
- Het aardige van het woord brandpuntsafstand is dat de afbeelding van de zon het papier echt kan verbranden. De lens moet dan enige tijd exact op de zelfde plek gehouden worden. In het brandpunt wordt het papier dan zo heet, dat het in brand vliegt.
Bij lenzen kan de brandpuntsafstand variëren van fracties van een millimeter (microscoopobjectieven)tot enkele millimeters (bijvoorbeeld bij een fish-eye lens van een fototoestel) tot enkele meters (bij een telescooplens). In onderstaande figuur wordt de brandpuntsafstand f aangegeven. Te zien is dat het licht van een verre lichtbron (de evenwijdige rode lijnen) door de lens gefocusseerd worden in het brandpunt.
Een negatieve lens heeft een virtueel brandpunt. In onderstaande figuur is te zien dat het licht van een verre lichtbron, de rode evenwijdige lijnen aan de linkerkant van de figuur, na het passeren van de lens uit elkaar gaan (divergeren). Het virtuele brandpunt is het punt waar deze divergerende lichtstralen schijnbaar vandaan komen.
Of er nu sprake is van een positieve of negatieve lens, elke lens heeft een optische as waar het licht rechtdoor gaat.
toepassingen
brillen
Eenvoudige lenzen, zoals bijvoorbeeld toegepast bij brillenglazen, hebben een sferische, dat wil zeggen bolvormige, oppervlakte. In de bovenstaande figuren is de straal van deze bollen aangeven met R1 en R2. Deze bolvorm kan concaaf of convex zijn:
- Een convexe lens is bol. Een convexe lens heeft een positief brandpunt. Door deze lens wordt het beeld vergroot. In een bril wordt dit een positieve lens genoemd. Mensen die verziend zijn hebben een bril met positieve lenzen nodig.
- Een concave lens is hol, dat wil zeggen dat de lens in het midden dunner is dan aan de rand. Een concave lens heeft een virtueel brandpunt. Door deze lens wordt het beeld verkleind. In een bril wordt dit een negatieve lens genoemd. Mensen die bijziend zijn hebben een bril met negatieve lenzen nodig.
- Bij sommige mensen zijn de oogafwijkingen niet in alle richtingen gelijk(astigmatisme). Er wordt dan bovenop de bolvormige vorm van de lens een cilindrische vorm ingeslepen.
De sterkte van de lens wordt aangegeven in dioptrie fotografie
In de fotografie worden veel samengestelde lenzen gebruikt. Hiermee kunnen lensfouten, dat zijn afwijkingen in de afbeelding die via de lens wordt gemaakt, gecompenseerd worden.
Een van de belangrijkste afwijkingen is de sferische aberratie. Een bolvormige lens maakt geen perfect brandpunt, zoals geïllustreerd is in onderstaande figuur.
Omdat een bolvormige lens het eenvoudigste is te maken, worden bolvormige lenzen toch het meeste toegepast.
Een andere belangrijke lensafwijking is de chromatische aberratie. Hiermee wordt bedoeld dat de verschillende kleuren licht niet dezelfde brandpuntsafstand hebben. Dit wordt veroorzaakt doordat de brekingsindex van het gebruikte lensmateriaal niet voor alle golflengten van het licht gelijk is.
Er bestaan ook zoomlenzen, die een variabele brandpuntsafstand hebben.
Andere toepassingen van lenzen
simple:Lens
