ความยาวโฟกัส

ความยาวโฟกัส หรือยังอาจเรียกว่า ทางยาวโฟกัส, ระยะเลนส์ หรือ ระยะโฟกัส คือระยะทางจากจุดทิศหลัก ของระบบเชิงแสงไปยัง จุดโฟกัส

ภาพวาดแสดงความยาวโฟกัส

พิจารณากรณีที่ลำแสงขนานกับแกนลำแสงตกกระทบกับระบบเชิงแสง วาดเส้นตรงโดยการลากต่อลำแสงหลังจากออกจากระบบเชิงแสงในทิศทางตรงกันข้าม และฐานของเส้นตั้งฉากที่ลากลงบนแกนเชิงแสงจากจุดที่ตัดกับลำแสงก่อนเข้าสู่ระบบเชิงแสงเป็นจุดทิศหลัก และจากจุดนั้นไปยังจุดโฟกัสก็คือความยาวโฟกัส

ในกล้องถ่ายภาพ ความยาวโฟกัสจะมีความสัมพันธ์กับมุมรับภาพ

ความยาวโฟกัสของเลนส์เดี่ยว

ความยาวโฟกัส $f$ ของเลนส์บางเดี่ยวในอากาศนิยามโดย

${\frac {1}{f}}=(n-1)\left({\frac {1}{r_{1}}}-{\frac {1}{r_{2}}}+{\frac {(n-1)d}{nr_{1}r_{2}}}\right)$

$n$: ดรรชนีหักเห ของวัสดุที่เป็นเลนส์

$r_{1}$, $r_{2}$: รัศมีความโค้ง ของเลนส์ (อาจมีค่าเป็นลบได้)

$d$: ความหนาของเลนส์

พจน์ที่มีค่า $d$ ซึ่งเป็นพจน์ที่เกี่ยวข้องกับความหนาของเลนส์อาจถือว่าเป็นศูนย์ได้ในการคำนวณโดยประมาณสำหรับเลนส์บาง เลนส์ที่ทำจากวัสดุที่มีดรรชนีหักเหสูงและเลนส์ที่มีรัศมีความโค้งน้อย จะมีความยาวโฟกัสสั้น

โดยทั่วไป ยิ่งความยาวโฟกัสสั้นเท่าใด ขนาดของภาพจริงก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น และขนาดของภาพเสมือนก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น

ในแว่นสายตา ส่วนกลับของความยาวโฟกัส (ในหน่วยเมตร) แสดงถึงกำลังการหักเหของแสง และใช้หน่วยที่เรียกว่า ไดออปเตอร์

ความยาวโฟกัสรวมของเลนส์หลายตัว

ความยาวโฟกัสของเลนส์ชนิดต่าง ๆ ในรูป f' คือความยาวโฟกัส และระนาบ H'-H' คือระนาบหลัก

ในกรณีของ เลนส์ถ่ายภาพ ที่ประกอบด้วยเลนส์หลายตัว ความยาวโฟกัสจะหมายถึงความยาวโฟกัสหลังประกอบรวมกัน

จุดทิศหลักของระบบเชิงแสงรวมอาจอยู่นอกระบบเชิงแสง ดังนั้นจึงไม่ได้หมายความว่ายิ่งกระบอกเลนส์ยาวเท่าใด ทางยาวโฟกัสก็จะยิ่งยาวขึ้นเท่านั้น