Какие показатели лупы влияют на мощность пучка фокусируемого света?

Question

Какие показатели лупы влияют на мощность пучка фокусируемого света?

Сергей Кузнецов Ученик (132), закрыт 8 лет назад

Не могу понять, потому что проболел оптику когда-то в школе, какую лупу выбрать для того, чтобы луч был мощнее и тоньше, больше в диаметре или более кратную. Насколько я понимаю, чем больше диаметр, тем больше захватывает фотонов, но вот как добиться самого тонкого пучка на фокусе. Ну в общем точка чтобы маленькая была. Дома пятикратная, точка в диаметре пол сантиметра, меньше никак. А вот линза с лазера от дисковода дает супер маленькую точку, но она очень маленькая. Возможно ли такое, что с большой лупы сфокусировать луч полу сантиметровый в диаметре на линзу, а та его еще больше сожмет его без потери мощности в супер маленьку точку?

Дополнен 8 лет назад

Источник света - солнце

Answer 1

Эх, Серёга. Ты когда спрашиваешь, говори, что ты точку с Солнца сделать хочешь. Не то людям непонятно, о чём ты вообще говоришь. Для бесконечно удалённого объёкта (напр. Солнце) размер изображения зависит от его угловых размеров. При данном угловом размере диаметр изображения (в твоих терминах - точки) равен
2F tg(alpha), где F - фокусное расстояние линзы (F=1/кратность). Т. е. больше кратность - меньше точка.
Кроме того, чем больше размер линзы, тем ярче точка.
Тебе нужна большая линза с большой кратностью, но начиная с определённой кратности у тебя начнутся проблемы с параксиальностью (см. ответ Жилинского)

Answer 2

Больше в диаметре, потому как в фокусе будет энергия со всей площади, а вот "кратность" уже определяет расстояние до фокуса.

Answer 3

Яркость изображения источника будет больше при большем диаметре, так как такая линза соберет больше света, а размер изображения будет наименьшим в фокусе, так в фокусе пересекаются (собираются) все преломленные линзой лучи.

Answer 4

Нужна с большим диаметром; но при этом ещё асферическая, чтобы в той же точке фокусировались не только приосевые лучи. А ещё можно сложные линзы делать из стекол с разными дисперсиями и коэффициентами преломления, чтобы и разные цвета в ту же точку сводились - ахроматы/апохроматы.

Answer 5

Угловой размер Солнца пол-градуса. Через центр линзы лучи проходят без изменений и расходятся также в пол-градуса. Соответственно, чем ближе фокус, тем меньше изображение Солнца. Поэтому надо брать просто большую двояковыпуклую линзу с как можно большей кривизной.