
焦距(Focal Length)是光學系統中的核心參數,指平行光線通過透鏡或反射鏡後彙聚到焦點的距離,通常用符號 (f) 表示。其定義和物理意義如下:
透鏡系統:
無限遠處平行光軸入射的光線,經凸透鏡折射後彙聚于主光軸上的點稱為焦點,透鏡光心(光學中心)到焦點的距離即為焦距。凹透鏡的焦點為虛焦點,焦距為負值。
公式表達:
$$ frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v} $$
其中 (u) 為物距,(v) 為像距。
反射鏡系統:
凹面鏡的焦距為反射面頂點到焦點的距離,凸面鏡焦距為負值(虛焦點)。
焦距決定成像大小與視角。長焦距(如望遠鏡)放大遠處物體但視角窄;短焦距(如廣角鏡頭)視角寬、景深大,適合拍攝廣闊場景。
國際單位制為米(m),攝影領域常用毫米(mm)。相機鏡頭标注如“50mm”即指焦距值。
标準鏡頭(50mm)接近人眼視角;200mm以上屬長焦,用于體育攝影;24mm以下屬廣角,適合風光拍攝。
顯微鏡物鏡短焦距放大微小物體;天文望遠鏡長焦距觀測遙遠天體。
透鏡焦距控制激光束聚焦光斑大小,影響加工精度(如激光切割)。
權威參考來源:
焦距是光學系統和攝影領域中的核心概念,指平行光線通過透鏡後彙聚到成像平面的距離,通常以毫米(mm)為單位表示。以下是詳細解釋:
基本定義
焦距是從鏡頭的光學中心(主點)到成像傳感器或膠片平面的距離。當鏡頭聚焦無限遠處時,這一距離決定了視角的廣度和圖像的放大倍率。
光學特性
分類
決定因素
焦距大小與透鏡的曲率半徑、折射率相關。曲率半徑越小或折射率越高,焦距越短。
視角與景深
短焦距(如24mm)能捕捉廣闊畫面且景深較大,長焦距(如200mm)突出主體并虛化背景。
等效焦距
不同畫幅相機的焦距需通過“裁切系數”換算。例如,APS-C畫幅的50mm鏡頭等效全畫幅約75mm。
在顯微鏡、望遠鏡等設備中,焦距直接影響成像清晰度和放大能力。
如需進一步了解公式推導或具體鏡頭參數,可參考(光學公式)或(攝影視角分析)。
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