
焦距(Focal Length)是光学系统中的核心参数,指平行光线通过透镜或反射镜后汇聚到焦点的距离,通常用符号 (f) 表示。其定义和物理意义如下:
透镜系统:
无限远处平行光轴入射的光线,经凸透镜折射后汇聚于主光轴上的点称为焦点,透镜光心(光学中心)到焦点的距离即为焦距。凹透镜的焦点为虚焦点,焦距为负值。
公式表达:
$$ frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v} $$
其中 (u) 为物距,(v) 为像距。
反射镜系统:
凹面镜的焦距为反射面顶点到焦点的距离,凸面镜焦距为负值(虚焦点)。
焦距决定成像大小与视角。长焦距(如望远镜)放大远处物体但视角窄;短焦距(如广角镜头)视角宽、景深大,适合拍摄广阔场景。
国际单位制为米(m),摄影领域常用毫米(mm)。相机镜头标注如“50mm”即指焦距值。
标准镜头(50mm)接近人眼视角;200mm以上属长焦,用于体育摄影;24mm以下属广角,适合风光拍摄。
显微镜物镜短焦距放大微小物体;天文望远镜长焦距观测遥远天体。
透镜焦距控制激光束聚焦光斑大小,影响加工精度(如激光切割)。
权威参考来源:
焦距是光学系统和摄影领域中的核心概念,指平行光线通过透镜后汇聚到成像平面的距离,通常以毫米(mm)为单位表示。以下是详细解释:
基本定义
焦距是从镜头的光学中心(主点)到成像传感器或胶片平面的距离。当镜头聚焦无限远处时,这一距离决定了视角的广度和图像的放大倍率。
光学特性
分类
决定因素
焦距大小与透镜的曲率半径、折射率相关。曲率半径越小或折射率越高,焦距越短。
视角与景深
短焦距(如24mm)能捕捉广阔画面且景深较大,长焦距(如200mm)突出主体并虚化背景。
等效焦距
不同画幅相机的焦距需通过“裁切系数”换算。例如,APS-C画幅的50mm镜头等效全画幅约75mm。
在显微镜、望远镜等设备中,焦距直接影响成像清晰度和放大能力。
如需进一步了解公式推导或具体镜头参数,可参考(光学公式)或(摄影视角分析)。
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