calcal.ru

Профессиональный калькулятор оптики

Линзы, отражение, преломление и глубина резкости. Инженерные расчеты для оптометристов, физиков и разработчиков оптических систем.

Загрузка калькулятора...
ISO
Стандарты
D=1/f
Точность
Snell
Законы
DOF
Анализ

Зачем нужен профессиональный калькулятор оптики?

Современная оптика — это не только фундаментальная физика, но и основа огромного количества прикладных дисциплин: от оптического приборостроения и фотоники до медицинской визуализации и машинного зрения.

Профессиональный калькулятор оптики решает ключевую задачу: быстро, точно и воспроизводимо выполнять расчёты, которые в классическом виде требуют ручного вывода формул. Это особенно важно в фотографии и прикладной оптике.

Отличие от учебных инструментов:

  • Ориентирован на инженерные и научные расчёты
  • Работа с реальными физическими параметрами
  • Понимание ограничений моделей
  • Использование формул, признанных в международной практике (ISO, DIN, ANSI)
🔍
Линзы

Фокусное расстояние, тонкие и толстые линзы, формула изготовителя.

🌊
Преломление

Закон Снеллиуса, критические углы, полное внутреннее отражение.

🪞
Отражение

Законы отражения, инженерная интерпретация, 3D задачи.

📷
Глубина резкости

DOF, гиперфокальное расстояние, круг нерезкости.

Модуль 1

Расчёт фокусного расстояния

Физический смысл

Фокусное расстояние — фундаментальная характеристика, определяющая степень собирания или рассеяния света, масштаб изображения и светосилу системы.

Формула тонкой линзы

1/f = 1/d₀ + 1/dᵢ

где f — фокусное расстояние, d₀ — расстояние до объекта, dᵢ — расстояние до изображения.

Формула изготовителя (Lensmaker’s)

Для инженерных расчётов используется модель, учитывающая материал и кривизну поверхностей.

1/f = (n - 1)(1/R₁ - 1/R₂)
  • n — показатель преломления материала
  • R₁, R₂ — радиусы кривизны поверхностей

* Калькулятор автоматически учитывает знаки радиусов и типы линз (двояковыпуклые, мениски и др.)

Закон Снеллиуса

Преломление света

n₁ · sin(θ₁) = n₂ · sin(θ₂)

Закон описывает поведение света при переходе между средами с разной оптической плотностью (например, воздух-стекло).

Применение:

Зеркальные системы

Закон отражения

θᵢ = θᵣ

Угол падения равен углу отражения. В инженерной практике это позволяет рассчитывать траектории в сложных зеркальных системах и лазерных резонаторах.

⚠️ Классический закон рассматривает идеальные поверхности. Диффузное отражение требует более сложных моделей (BRDF).

Глубина резкости (DOF)

Диапазон расстояний, в пределах которого изображение воспринимается резким. Критически важно для фотографии и микроскопии.

🎯

Гиперфокал

Расстояние, при фокусировке на которое все объекты от половины этого расстояния до бесконечности будут резкими.

Круг нерезкости

Circle of Confusion — критерий, определяющий, что именно глаз или сенсор считает "точкой".

📐

Апертура

Влияние диафрагмы на глубину изображаемого пространства.

Кому предназначен инструмент?

  • Инженеры-оптики и разработчики систем
  • Студенты технических и физических вузов
  • Фотографы, углубленно изучающие оптику
  • Преподаватели физики

Ограничения модели

Калькулятор работает в рамках геометрической оптики. Это означает:

  • • Длина волны считается пренебрежимо малой.
  • • Интерференция и дифракция не учитываются напрямую.
  • • Лучи рассматриваются как идеальные геометрические линии.

Такая модель является стандартом на ранних этапах инженерного проектирования.

Часто задаваемые вопросы

Да. Формулы и модели соответствуют международной инженерной практике. Однако для финального производственного расчета рекомендуется использовать специализированное ПО (Zemax, и др.).
Да. Поддерживаются собирающие (положительные) и рассеивающие (отрицательные) системы.
Да, инструмент отлично подходит для иллюстрации законов оптики на продвинутом уровне, демонстрируя связь между теорией и реальными числами.
В базовых расчетах предполагается n=1 (вакуум/воздух), но в расширенных формулах (Lensmaker's) вы можете задавать относительные показатели преломления.
Да, в рамках задач геометрической оптики (расчет хода лучей, фокусировка пучка). Волновые эффекты требуют других инструментов.
Лиана Арифметова
Создатель

Лиана Арифметова

Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».

Был ли этот калькулятор полезен?

⚖️

Отказ от ответственности

Только для информационных целей. Все расчёты, результаты и данные, предоставляемые данным инструментом, носят исключительно ознакомительный и справочный характер. Они не являются профессиональной консультацией — медицинской, юридической, финансовой, инженерной или иной.

Точность результатов. Калькулятор основан на общепринятых формулах и методиках, однако фактические результаты могут отличаться в зависимости от индивидуальных условий, исходных данных и применяемых стандартов. Мы не гарантируем полноту, точность или актуальность приведённых расчётов.

Медицинские, финансовые и профессиональные решения должны приниматься исключительно на основании консультации с квалифицированными специалистами — врачом, финансовым советником, инженером или другим профессионалом в соответствующей области. Не используйте результаты данного инструмента как единственное основание для принятия важных решений.

Ограничение ответственности. Авторы и разработчики сервиса не несут никакой ответственности за прямой или косвенный ущерб, возникший в результате использования данных расчётов. Пользователь принимает на себя всю ответственность за интерпретацию и применение полученных результатов.

Похожие инструменты

💻

Калькулятор CSS единиц (PX, REM, EM, %)

Конвертер пикселей в rem/em и генератор calc(). Удобный инструмент для верстки и адаптивного дизайна.

🏠

Калькулятор норм ГТО

Нормативы ГТО по возрасту и полу. Золотой, серебряный, бронзовый значки. 16 ступеней от 6 до 70+ лет.

🏗️

Калькулятор тёплого пола

Расчёт тёплого пола: водяной и электрический. Длина трубы, мощность, шаг укладки.

🧮

Калькулятор молочного производства

Расчёт нормализации молока по правилу Пирсона, выход молочных продуктов (масло, сыр, творог), себестоимость производства по нормам ТР ТС 033/2013.

⚗️

Калькулятор химической кинетики

Расчёт скорости реакции, константы скорости, периода полураспада, уравнение Аррениуса. Кинетика нулевого, первого и второго порядка.

💰

Калькулятор реструктуризации долга

Расчёт нового графика платежей при реструктуризации кредита. Экономия на процентах, сравнение условий.

Калькулятор конденсатора (заряд, энергия, RC)

Расчёт ёмкости, заряда и энергии конденсатора. Соединение конденсаторов, RC-цепь, постоянная времени.

🏠

Калькулятор пени: налоги (ст. 75 НК) и договор

Расчет налоговой пени (1/300 и 1/150). Поиск неустойки по ст. 395 ГК РФ и договорам. История ключевой ставки ЦБ.

🏗️

Калькулятор установки кондиционера

Расчёт стоимости покупки и монтажа кондиционера под ключ. Подбор мощности по площади, цены на оборудование и установку, материалы и доп. работы.

⚙️

Геотехнический калькулятор: несущая способность грунта, осадка и откосы

Геотехнические расчёты: несущая способность грунта (СП 22), осадка фундамента, давление грунта (Кулон/Ренкин), устойчивость откоса, сваи (СП 24).

💻

NLP Калькулятор: токенизация, TF-IDF, BLEU, перплексия

Комплексный калькулятор обработки естественного языка (NLP). Токенизация текста (GPT, BERT, T5), сходство текстов (Jaccard, косинусное, Левенштейн), TF-IDF, оценки BLEU/ROUGE, параметры эмбеддингов, перплексия и энтропия.

🧮

Калькулятор оценок и GPA

Расчёт среднего балла (GPA), перевод оценок между системами (5-балльная, ECTS, GPA 4.0, ЕГЭ). Компонентное оценивание и условия красного диплома.

💻

Калькулятор нейронных сетей: архитектура, градиенты, активации

Проектирование архитектуры нейросети (Dense, Conv2D, LSTM, Attention), анализ обратного распространения и градиентов, сравнение функций активации, Learning Rate scheduler, Batch Normalization и регуляризация (L1/L2, Dropout, Weight Decay).

🏗️

Калькулятор террасной доски (ДПК)

Расчёт террасной доски ДПК и лиственницы: количество досок, лаги, кляймеры, саморезы, торцевые заглушки. Ориентировочная смета.

🧮

Калькулятор кривой обучения (модель Райта)

Расчёт производственной кривой обучения по модели Т.П. Райта (1936), когнитивная кривая ACT-R, экономия от обучения и перенос навыков (Джуд-Торндайк).