Калькулятор Оптики
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, машинного зрения и вычислительной фотографии.
Профессиональный калькулятор оптики решает ключевую задачу: быстро, точно и воспроизводимо выполнять расчёты, которые в классическом виде требуют ручного вывода формул, проверки размерностей и интерпретации допущений.
Калькулятор охватывает все ключевые разделы геометрической и прикладной оптики:
- Линзы и фокусное расстояние
- Закон отражения (геометрия лучей)
- Закон преломления (Снеллиуса)
- Глубина резкости (Depth of Field, DOF) для фотографов
🔍Расчёт фокусного расстояния линз
Фокусное расстояние — это фундаментальная характеристика оптической системы, определяющая степень собирания или рассеяния света, масштаб изображения и угловое поле зрения.
Формула тонкой линзы
1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ
- f — фокусное расстояние
- dₒ — расстояние до предмета
- dᵢ — расстояние до изображения
Также важно линейное увеличение (M). Оно рассчитывается как отношение расстояния до изображения к расстоянию до предмета (со знаком минус): M = -dᵢ / dₒ.
Нюансы расчета
- •Знаки: Используется правило знаков Декарта. Для собирающей линзы f > 0, для рассеивающей f < 0.
- •Увеличение: Если |M| > 1, изображение увеличено. Знак минус означает, что изображение перевернуто (действительное).
- •Применимость: Формула верна для параксиальной оптики (лучи близко к оси) и тонких линз.
Показатели преломления
* Чем выше показатель, тем сильнее среда "замедляет" и преломляет свет.
📐Закон преломления (Снеллиуса)
Когда свет переходит из одной среды в другую, он меняет свое направление. Это явление описывается законом Снеллиуса.
Формула
n₁ · sin(θ₁) = n₂ · sin(θ₂)
Важный частный случай — Полное внутреннее отражение. Если свет идет из более плотной среды в менее плотную (n₁ > n₂) и угол падения превышает критический, преломления не происходит, весь свет отражается обратно. Это принцип работы оптоволокна.
📷Глубина резкости (DoF)
Что такое ГРИП?
Глубина резко изображаемого пространства (ГРИП) или Depth of Field (DoF) — это область пространства перед и за объектом фокусировки, которая на снимке выглядит резкой.
Она зависит от трех главных факторов:
- • Диафрагма (f-number): Чем меньше число (шире отверстие), тем меньше ГРИП (сильнее размытие фона).
- • Фокусное расстояние: Телеобъективы размывают фон сильнее широкоугольных.
- • Дистанция: Чем ближе объект, тем тоньше зона резкости.
Гиперфокальное расстояние
Это дистанция фокусировки, при которой глубина резкости максимальна: от половины этого расстояния до бесконечности.
Идеально для пейзажной съемки, когда нужно, чтобы резким было все: от переднего плана до горизонта.
где c — кружок нерезкости (зависит от размера матрицы)
Часто задаваемые вопросы
Лиана Арифметова
Миссия: Демократизировать сложные расчеты. Превратить страх перед числами в ясность и контроль. Девиз: «Любая повторяющаяся задача заслуживает своего калькулятора».
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
Генератор паролей (безопасный)
Создать надежный пароль онлайн. Настройка длины, символов. Оценка сложности и энтропии.
Калькулятор энергоэффективности дома
Рассчитайте класс энергоэффективности вашего дома (A-G). Узнайте теплопотери и способы сэкономить на отоплении.
Калькулятор реабилитации: Бартел, Рэнкин, FIM, Берг и 6MWT
Реабилитационные шкалы онлайн: индекс Бартел, шкала Рэнкина, FIM, баланс Берг, тест 6-минутной ходьбы, реабилитационный потенциал.
Калькулятор контроля качества
Расчёты контроля качества: контрольные карты, Cp/Cpk, выборочный контроль, Парето, GR&R, стоимость
Калькулятор экономики фермерского хозяйства
Расчёт себестоимости сельхозпродукции, рентабельности КФХ, субсидий Минсельхоза, налогов ЕСХН и окупаемости техники.
Калькулятор восхода и заката солнца
Точное время восхода, заката, продолжительность дня для любой точки мира. Золотой час для фотографов.
Калькулятор петрологии
Классификация горных пород по TAS и AFM, нормативный состав CIPW, магнезиальность Mg#, геотермический градиент, литостатическое давление.
Калькулятор амортизации кредита (график платежей)
Рассчитайте аннуитетные и дифференцированные платежи по кредиту. График погашения, переплата, досрочное погашение.
Калькулятор теории IRT (Раш, 2PL, 3PL)
Расчёт кривых ICC, информационных функций пунктов (IIF) и теста (TIF) по моделям Раша, 2PL и 3PL. Для ЕГЭ, PISA, адаптивного тестирования.
Калькулятор сложных процентов и инвестиций
Рассчитайте рост капитала с учетом сложных процентов (ежедневно, ежемесячно), регулярных пополнений и ставку CAGR. Калькулятор FV и PV.
Калькулятор риска банкротства
Z-score Альтмана, коэффициенты ликвидности и автономии. Анализ по ФЗ-127 для российских компаний.
Калькулятор трёхфазной мощности
Активная, реактивная и полная мощность. Звезда/треугольник, линейное/фазное напряжение, сечение кабеля.
Калькулятор учебного календаря и расписания
Учебный год школы и вуза по российским стандартам (четверти, семестры, сессии), планировщик семестра, дедлайн-трекер и расчёт зачётных единиц (ЗЕТ).
Калькулятор накопителей энергии
Расчёты систем накопления энергии: аккумуляторы, ГАЭС, маховики, водород, тепловые накопители
Калькулятор аквариумистики: объём, вес, нагреватель, солёность
Калькулятор для аквариума: расчет объема (литры/галлоны), веса воды, подбор мощности нагревателя и расчет соли для морского аквариума.