מוקד (אופטיקה) – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
מ הוספת קישור לאנטנה
אין תקציר עריכה
תגיות: עריכה ממכשיר נייד עריכה דרך האתר הנייד
שורה 1:
'''מוקד''', '''נקודת מוקד''' או '''פוקוס''', זהוהוא מושג תאורטי ב[[אופטיקה גאומטרית]] המתייחס להתכנסותן או להתבדרותן של [[קרן אור|קרני אור]] [[ישרים מקבילים|מקבילות]] אל נקודה אחת או ממנה, בהתאמה. הדרך המוכרת והשימושית ביותר לקבל תוצאה זו היא [[שבירה|שבירת]] קרני האור במעברן דרך [[עדשה]], מרכזת או מפזרת, לפי [[חוק סנל]], או [[החזרת אור|החזרתן]] מ[[מראה]], מרכזת או מפזרת, לפי חוקי ההחזרה{{הערה|1=דרך שלישית לקבל קרניים ממוקדות היא בדרך של [[עקיפה]], באמצעות טבלות או לוחיות אזורים (zone plates){{כ}}.}}.
 
נקודת המוקד נחשבת לנקודה{{הערה|1=הכוונה היא לנקודה מתמטית, כלומר [[נקודה (גאומטריה)|נקודה]] חסרת ממדים.}} רק מבחינה תאורטית, משום שמבחינה [[פיזיקה|פיזיקלית]], קרני אור אינן מתכנסות לנקודה חסרת ממדים, אלא יוצרות אזור או כתם עגול, המכונה [[עיגול הטשטוש]]. ככל שממדיו של עיגול זה קטנים יותר, כך כושר המיקוד של המערכת (עדשה, מראה, או כל צירוף שלהן) טוב יותר והדמות או התמונה שתתקבלנה על ידה תהיינה חדות יותר. מגבלת הממדים סופיים של המוקד נובעת משני סוגים של גורמים פיזיקליים, הנוגדים זה את זה. לכאורה, ניתן לפיכך [[אופטימיזציה (מתמטיקה)|למטֵב]] את המערכת, אבל כמפורט בהמשך, כל אחת מהתופעות נושאת בחובה יתרונות וחסרונות, והשיקולים הסופיים בתכנונה של מערכת נקבעים על-פי צורך וייעוד של המערכת. גורם אחד הוא עיוותים או [[אברציה אופטית|אברציות אופטיות]] שונות הנגרמות על ידי המערכת האופטית, והגורם השני, הבסיסי יותר, נובע מ[[עקיפה]] של קרני האור ב[[מיפתח (אופטיקה)|מיפתח]] העדשה, עובדה המכתיבה ממדי מוקד סופיים גם כאשר המערכת אידיאלית, כלומר נעדרת עיוותים. אזור המוקד המתקבל במקרה אידיאלי כזה הוא הקטן ביותר האפשרי, ונקרא [[דיסקת איירי]]. הניגוד בין גורמים אלו נובע מנטייתן של אברציות לגבור ככל שהמיפתח גדול יותר, בשל תרומתן של קרניים הרחוקות מ[[ציר אופטי|הציר האופטי]], בעוד שמגבלת העקיפה גדלה ככל שהמיפתח קטן יותר. למעשה קיים טווח מיטבי בין הצמצם הפתוח ביותר לבין הצמצם הסגור ביותר שבו רמת העיוותים היא הנמוכה ביותר, וברוב העדשות הרגילות, הטווח הזה נמצא באמצע, בין צמצם f/8 לבין צמצם f/16. זה הטווח שבו דיסקת איירי היא בקוטר האפקטיבי הקטן ביותר. למגבלות נוגדות אלה חשיבות מכרעת בתכנונן ובתפקודן של מערכות אופטיות, דוגמת [[מצלמה|מצלמות]], [[טלסקופ]]ים, [[מיקרוסקופ]]ים ועוד, וכאמור, הן מחייבות תכנון מיטבי{{הערה|1=אופטימלי, המתקבל בדרך של אופטימיזציה.}} מתאים.