Фокус (физика)

Парабола (или параболоид вращения) фокусирует параллельный пучок лучей в одну точку

Фо́кус (от лат. focus — «очаг») оптической системы — точка, в которой пересекаются («фокусируются») первоначально параллельные лучи после прохождения через собирающую систему (либо где пересекаются их продолжения, если система рассеивающая). Изображение бесконечно удалённой точки располагается в фокусе оптической системы^[1]. Множество фокусов идеальной оптической системы определяет её фокальную плоскость. Главный фокус системы является точкой пересечения её главной оптической оси и фокальной поверхности^[2]. В настоящее время вместо термина «главный фокус» (передний или задний) используются термины задний фокус и передний фокус^[3].

Термин «фокус» в его современном понимании ввёл Кеплер в 1604 году^[4].

Терминология

При рассмотрении оптических систем вводится и используется ряд общих понятий, некоторые из которых необходимы для понимания дальнейшего. В частности, к ним относятся следующие^[5].

Предмет — это некоторая совокупность точек, из которых выходят световые лучи, попадающие затем в оптическую систему.

Пространство предметов — вся возможная совокупность точек, из которых выходят световые лучи, попадающие затем в оптическую систему.

Пространство изображений — совокупность всех изображений всех точек пространства предметов, созданных данной оптической системой.

Если лучи, выходящие из некоторой точки в пространстве предметов, пересекаются в какой-то точке в пространстве изображений, то такие точки называют сопряжёнными.

Задний фокус

Задний фокус — точка на оптической оси в пространстве изображений, сопряжённая с бесконечно удалённой точкой, расположенной на оптической оси в пространстве предметов. Соответственно, расстояние от задней главной точки до заднего фокуса называют задним фокусным расстоянием и обозначают его ${\displaystyle f'}$^[5].

Если ${\displaystyle f'>0}$, то система называется собирающей или положительной. Системы, у которых ${\displaystyle f'<0}$, называют рассеивающими или отрицательными.

Передний фокус

Передний фокус — точка на оптической оси в пространстве предметов, сопряжённая с бесконечно удалённой точкой, расположенной на оптической оси в пространстве изображений, а расстояние от передней главной точки до переднего фокуса — переднее фокусное расстояние ${\displaystyle f}$^[5].

См. также

• Фокальная плоскость
• Оптическая ось
• Автофокус

Примечания

1. Волосов Д. С. Фотографическая оптика. — 2-е изд. — М.: «Искусство», 1978. — С. 31. — 543 с.
2. Иофис Е. А. Фотокинотехника / И. Ю. Шебалин. — М.: «Советская энциклопедия», 1981. — С. 350. — 447 с.
3. ГОСТ 7427-76. Геометрическая оптика. Термины, определения и буквенные обозначения.
4. Льоцци М. История физики. — М.: «Мир», 1970. — С. 43. — 464 с.
5. Вознесенская А. О. Вознесенский Н. Б. Иванова Т. В. Основы оптики. Конспект лекций / под ред А. А. Шехонина. — СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. — С. 65—70. — 162 с.