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レンズの焦点と拡散

9mm径の穴から平行光線が出ているとして、9mmのレンズがパイプに入っている場合。 なるべくレンズを穴の近くにおいた場合、100m先で光の拡散が1~1.5mの径にする場合、レンズのFはどれくらいでしょうか。

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  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.4

tanceです。 もともと平凹レンズとして考えましたので、あくまで r=310mmで良いです。 平行光を広げるのですから凹レンズですが、凸レンズでもできます。 この場合もr=310の平凸レンズでOKです。100mに比べて焦点距離の600mm は十分に小さいので同じ(絶対値の)焦点距離で大丈夫です。 理屈はそうですが、実際には元の平行光の平行度合いにより結果は 大きく変わると思います。(100m先の広がり方が計算と合わない) 平行光を作るというのは意外と難しいことで、電球やLEDを光源とした 場合はなかなか明るい平行光を作ることが難しいはずです。暗くて よければ小さなピンホールを置けば良好な平行光が得られますが メチャクチャ暗くなります。 このあたりには敢えて踏み込んでいませんが、十分留意してください。

chico-is
質問者

お礼

長い間丁寧なご指導をして頂き、有り難うございました。 しかし、凸と凹レンズどちらでもとはびっくりです。 平行光線は無理だから計算値とあわない。---ある程度の条件でも大丈夫と思っていますから、??? でも、本当に助かりました。 重ねて御礼を申し上げます。

その他の回答 (3)

  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.3

tanceです。 間違いを訂正させてください。 f = - r / (n-1) が正しい式です。 BK7 だと曲率半径 r は310mmです。 失礼しました。(rとfを間違えてしまいました)

chico-is
質問者

補足

ご丁寧に教えていただき感謝申し上げます。 一つお尋ねしたいのですが、凸レンズとばかり思っていましたが、 凹レンズのr310mmで制作すれば、良いわけですか。 何分にも無知ですから宜しくお願いします。

  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.2

tanceです。 平凹レンズとして、焦点距離 f は f = - r * (n - 1) で表されます。r は曲率半径の絶対値、n は屈折率です。 一般的なレンズ用ガラス BK7 はn = 1.517 ですから r = 1.16m となります。(曲率半径の符号は無視してプラスとしています) 当然硝材によって変わります。

chico-is
質問者

補足

tance様へ No3の件 凹レンズ r310mmで、片面は平らで片面のみ凹レンズにした場合、 rは155mmで良いのでしょうか。

  • tance
  • ベストアンサー率57% (402/704)
回答No.1

三角形の相似で求めれば良いのです。 100m:1.5m = x:9mm x = 600mmとなります。 結局レンズの焦点距離は -600mm となります。 光源が平行光線なのでレンズと穴の位置は無関係です。 なお、Fとfは区別してください。この業界では焦点距離は小文字です。

chico-is
質問者

補足

焦点距離600mmのレンズの曲率R(半径)はだいたいどれぐらいでしょうか。 わかりましたらお願いします。

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