Equazione dei costruttori di lenti
Ottenga la focale di una lente sottile dal suo materiale, dal mezzo che la circonda e dalle due facce curve: una lente di indice 1,5 in aria con raggi di 0,1 e -0,1 m mette a fuoco a 0,1 m. Gratis nel suo browser.
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Esempio risolto
- N della lente
- 1,5
- N del mezzo
- 1
- R1
- 0,1
- R2
- -0,1
- Lunghezza focale
- 0,1
L'equazione dei costruttori di lenti fornisce la lunghezza focale di una lente sottile a partire dall'indice di rifrazione del materiale, dall'indice del mezzo circostante e dai due raggi di curvatura. Questa capacità valuta quella forma chiusa e restituisce la focale nella stessa unità di lunghezza dei raggi. La usi per verificare i compiti, progettare il laboratorio e qualsiasi pipeline che richieda una focale di lente sottile trasparente senza aprire un tracciatore di raggi.
Che cosa dice l'equazione dei costruttori di lenti
Una lente sottile devia la luce sulle sue due facce curve, e ogni faccia contribuisce con una parte della potenza ottica. L'equazione dei costruttori di lenti le somma: uno diviso la focale è uguale all'indice della lente diviso quello del mezzo, meno uno, per uno diviso il primo raggio meno uno diviso il secondo. La focale è l'inverso di questa potenza ed esce nella stessa unità di lunghezza che lei ha usato per i raggi: raggi in metri danno metri. È il modello del primo ordine insegnato nei corsi di ottica di base, utile per controllare esercizi, preparare un banco di laboratorio o dimensionare all'inizio una fotocamera, una lente d'ingrandimento o un obiettivo a immersione.
Gli errori che falsano la focale
Il più frequente riguarda il segno dei raggi. Con la luce che va da sinistra a destra, un raggio è positivo quando il centro di curvatura sta a destra della superficie, quindi una lente biconvessa ha il secondo raggio negativo. Il secondo errore è dimenticare il mezzo: lo stesso vetro mette a fuoco con meno forza in acqua o in olio che in aria. Un raggio esattamente pari a zero non è accettato, perché l'equazione divide per esso. Infine, il modello presuppone una lente sottile rispetto ai raggi e con facce sferiche; lenti spesse, asferiche e obiettivi a più elementi richiedono una modellazione più dettagliata.
Casi d'uso
Potere di un singoletto in aria o in un fluido
Stimi il potere convergente o divergente di un singoletto in vetro o plastica in aria, acqua o olio nel dimensionamento iniziale di fotocamere, lenti d'ingrandimento o obiettivi a immersione.
Domande frequenti
Perché un raggio di superficie uguale a zero viene rifiutato?
Invii un raggio finito diverso da zero con la convenzione cartesiana dei segni.
Gestisce lenti spesse o sistemi a più elementi?
No. Questa capacità restituisce solo la forma chiusa standard per lenti sottili. Le lenti spesse richiedono lo spessore centrale e una formula più completa; i sistemi a più elementi richiedono il tracciamento dei raggi o le prescrizioni del produttore.
Che segno deve avere ciascun raggio della lente?
Si usa la convenzione cartesiana, con la luce che va da sinistra a destra: un raggio è positivo quando il centro di curvatura si trova a destra della superficie. Per questo una tipica lente biconvessa ha il primo raggio positivo e il secondo negativo.
Quale indice di rifrazione inserire per vetro, acrilico o acqua?
Il vetro crown vale circa 1,52 e l'acrilico circa 1,49. Per il mezzo circostante, aria e vuoto valgono 1 e l'acqua circa 1,333. L'indice della lente deve essere diverso da quello del mezzo.
Perché una lente perde potenza sott'acqua?
Perché l'equazione usa il rapporto tra l'indice della lente e quello del mezzo. L'acqua, con circa 1,333, è più vicina al vetro rispetto all'aria: il rapporto cala, la potenza diminuisce e la focale si allunga.
Strumenti correlati
Per sviluppatori — accesso via API
Tutto quello che vedi in questa pagina è disponibile anche via API. Questa sezione è per i team che vogliono integrarlo nei propri sistemi; chi non ne ha bisogno può semplicemente usare lo strumento qui sopra.
Endpoint
Autenticazione con Bearer token: un POST mette in coda l'attività e il risultato arriva via webhook o link firmato.
Chiamala dal tuo stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"n_lens":1.5,"n_medium":1,"r1":0.1,"r2":-0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/lensmakers-equation", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Esempio di richiesta
{
"n_lens": 1.5,
"n_medium": 1,
"r1": 0.1,
"r2": -0.1
}Esempio di risposta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.lensmakers_equation",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}L'API è asincrona: ricevi subito un task_id e puoi fare polling fino a 1 richiesta al secondo.
Prezzi
Prezzo pubblicato, senza token né crediti. Se l'attività fallisce, non paghi.
Errori
| HTTP | Codice | Significato |
|---|---|---|
401 | unauthorized | Chiave API mancante o non valida: controlla l'header Authorization. |
402 | insufficient_balance | Credito esaurito: ricarica per continuare a eseguire attività. |
404 | unknown_type | Tipo di attività sconosciuto: controlla il campo type della richiesta. |
429 | rate_limited | Troppe richieste in poco tempo: rallenta e riprova tra qualche secondo. |
Note tecniche
Quando lo stesso singoletto sta in acqua, olio o un altro mezzo, quell'uno è sostituito dal rapporto dei due indici: uno su f uguale a n_lens su n_medium meno uno, per la stessa differenza di curvature. Un raggio di superficie esattamente zero dividerebbe per zero e viene rifiutato con invalid_input.
Cosa presuppone l'equazione dei costruttori di lenti e quando si applica
La lunghezza focale è il reciproco di quel potere. I raggi seguono la convenzione cartesiana dei segni con la luce da sinistra a destra: un raggio è positivo quando il centro di curvatura si trova a destra della superficie. Le lenti spesse reali richiedono il termine extra di spessore centrale; asfere, vetro a gradiente d'indice e obiettivi multi-elemento richiedono il tracciamento dei raggi. Questo strumento restituisce solo la focale ideale di lente sottile così Lei può verificare i problemi da manuale, avviare un progetto o documentare una linea di base prima della modellazione dettagliata. L'equazione dei costruttori di lenti per lenti sottili è il modello del primo ordine insegnato nell'ottica introduttiva: lo spessore è trascurabile rispetto ai raggi e alle distanze oggetto e immagine, entrambe le facce sono sferiche e il mezzo circostante è omogeneo con indice n_medium. Sotto queste ipotesi il potere ottico delle due superfici si somma e il potere combinato nel mezzo è n_lens su n_medium meno uno, per la differenza delle curvature. In acqua n_medium è circa 1.333, così un singoletto di vetro forte in aria diventa molto più debole perché il contrasto di indici si riduce. Un raggio di superficie zero non è accettato qui come faccia piana: la formula dividerebbe per zero, così la capacità fallisce con invalid_input invece di inventare un raggio infinito.
Contratto di ingresso, forma della risposta e comportamento di errore
Entrambi gli indici di rifrazione devono essere strettamente positivi. Converta i millimetri in metri prima di chiamare se i suoi disegni usano i millimetri; mescolare le unità produce un numero ben formato che è sbagliato per la geometria che Lei intendeva. Ogni campo può arrivare come numero JSON o come stringa numerica. Campi mancanti, stringhe vuote e valori non finiti falliscono con invalid_input indicando il campo, e tali fallimenti non vengono addebitati. Indici uguali n_lens uguale a n_medium producono potere ottico nullo e una focale indefinita, quindi anche quel caso è invalid_input. In caso di successo il corpo riecheggia i quattro ingressi, riporta focal_length nella stessa unità di lunghezza dei raggi e include una stringa formula per i log di audit. Il prezzo di una chiamata analitica riuscita è una tariffa fissa di $0.002 a voce.
Dove un'API di focale per lenti sottili merita il suo posto
I team di prodotto che dimensionano semplici lenti d'ingrandimento, collimatori LED o concetti di singoletto per fotocamere di telefoni hanno bisogno di una stima trasparente del potere prima di aprire un pacchetto completo di progettazione ottica, soprattutto quando il singoletto starà dietro una finestra o in un fluido anziché in aria. I gruppi di strumentazione confrontano le lunghezze focali misurate con la previsione per lenti sottili per segnalare un tipo di vetro sbagliato, un ordine di superfici invertito o un setup che non è più sottile. Una convalida fallita non consuma saldo. Tenga i raggi in centimetri d'aula entro magnitudini SI ordinarie, fissi la focale arrotondata nei test e otterrà ottica del primo ordine riproducibile per compiti, plugin LMS e worker di bordo senza allestire un tracciatore di raggi proprio. I corsi di fisica e ingegneria usano il calcolatore per verificare i compiti e preparare il laboratorio: gli studenti scelgono un vetro crown vicino a n_lens 1.5, scelgono aria o acqua come mezzo, raggi biconvessi simmetrici e confermano che f corrisponda al valore atteso prima di molare o misurare su un banco ottico. L'imaging subacqueo, gli obiettivi da microscopio a immersione in olio e i bagni di adattamento d'indice sono i casi in cui n_medium non è uno e la formula solo in aria mentirebbe; inviare il vero indice circostante è il senso di questa scheda. Poiché ogni chiamata riuscita è una singola voce analitica a $0.002, gli script possono spazzare famiglie di raggi o tabelle di indici senza un abbonamento o il costo di un modello. Preferisca questo endpoint quando vuole una forma chiusa stabile e revisionabile con un mezzo circostante esplicito, non un risolutore per lenti spesse, non il tracciamento di raggi multi-elemento e non la dispersione dipendente dalla lunghezza d'onda, che richiedono spessore, spaziatura e catalogo dei vetri oltre questo contratto.
Casi di integrazione
Focale attesa per compiti e laboratorio
Calcoli la f ideale di lente sottile da n_lens, n_medium, R1 e R2 prima che gli studenti misurino la focale su un banco ottico e riportino l'errore percentuale.
Scansioni di parametri negli script di progetto
Chiami l'API in batch su coppie di raggi e tabelle di indici per costruire grafici di lunghezza focale senza fogli di calcolo né calcolatori da scrivania opachi.
Domande tecniche
Quale formula usa il calcolatore dell'equazione dei costruttori di lenti?
La forma generalizzata per lenti sottili 1/f = (n_lens/n_medium − 1)(1/R1 − 1/R2). Quando n_medium vale uno è la formula familiare in aria. La risposta riporta focal_length nella stessa unità di lunghezza dei raggi.
Quale convenzione dei segni usano R1 e R2?
La convenzione cartesiana con la luce da sinistra a destra: un raggio è positivo quando il centro di curvatura si trova a destra della superficie. Una lente biconvessa tipica ha R1 > 0 e R2 < 0.
Quanto costa ciascuna chiamata all'API?
$0.002 per ogni richiesta andata a buon fine. Lo strumento del browser qui sopra gira gratis in locale; l'API preleva dal Suo saldo prepagato KIT solo quando l'operazione riesce.