ForHosting KIT · Naturwissenschaften

Brennweiten-Rechner

Messen Sie, wo Gegenstand und Bild liegen, und erhalten Sie die Brennweite: Gegenstandsweite 30 und Bildweite 15 ergeben die Brennweite 10, also eine Sammellinse. Gedacht für Laborkontrollen und Hausaufgaben. Kostenlos in Ihrem Browser.

  • Kostenlos
  • Läuft in Ihrem Browser
  • Ohne Anmeldung
  • Ihre Daten bleiben auf Ihrem Gerät
Nutzen Sie es über WebAPIE-MailTelegramApp bald

Läuft direkt in Ihrem Browser – kostenlos. Ihre Datei verlässt Ihren Browser nicht und wird an keinen Server übertragen.

Dieser Brennweiten-Rechner nimmt eine Gegenstandsweite und eine Bildweite und liefert die Dünnlinsen-Brennweite aus der Gaußschen Linsengleichung, die in der einführenden geometrischen Optik verwendet wird. Die Identitäten sind vollständig deterministisch: eins über f gleich eins über do plus eins über di, was sich zu f gleich do mal di über do plus di umstellen lässt. Klassische Testfälle umfassen ein reelles Bild mit do gleich dreißig und di gleich fünfzehn, was f gleich zehn für eine Sammellinse ergibt, und ein virtuelles Bild mit do gleich fünf und di gleich negativ zehn, was ebenfalls f gleich zehn ergibt. Die Engine nutzt ausschließlich endliche Arithmetik ohne Netzwerkaufrufe, ohne Stichproben und ohne datumsabhängige Abkürzungen.

Was die Brennweiten-Lösung liefert und wie die Felder zu lesen sind

Die Dünnlinsengleichung verknüpft drei vorzeichenbehaftete Längen entlang der optischen Achse: die Gegenstandsweite do, die Bildweite di und die Brennweite f. Löst man nach der unbekannten Brennweite auf, ergibt sich f gleich das Produkt aus do und di geteilt durch do plus di. Unter der hier verwendeten Gaußschen Vorzeichenkonvention bedeutet ein positives f eine Sammellinse und ein negatives f eine Zerstreuungslinse; ein positives di markiert üblicherweise ein reelles Bild auf der Durchlichtseite, während ein negatives di ein virtuelles Bild markiert.

Zurückgewiesen werden unter anderem fehlende do oder di, nicht endliche Werte, Größenordnungen oberhalb der dokumentierten Obergrenze, jede Gegenstands- oder Bildweite, die null oder numerisch null ist, und der Sonderfall do plus di gleich null, bei dem die Kehrwertsumme verschwindet und f undefiniert ist.

Wo Brennweiten-Prüfungen bei Studium, Laboren und Software Anwendung finden

Studierende begegnen dieser Lösung, wenn ein Labor Gegenstands- und Bildweite für eine unbekannte Linse misst, wenn ein Hausaufgabensatz sie bittet, f aus gemessenen do und di zu finden, oder wenn eine Wettbewerbsaufgabe die Linsenstärke ohne ein vollständiges Strahlendiagramm verlangt. Lehrkräfte können Lösungsschlüssel für moderate Längen vorab erstellen, ohne undurchsichtigen Taschenrechner-Apps zu vertrauen, die stillschweigend Vorzeichenkonventionen wechseln oder die Formel umkehren.

Entwickler rufen denselben Vertrag aus Skripten auf, um deterministische Testvektoren für Optik-Widgets zu erzeugen, um vom Nutzer eingegebene do und di vor einer Unterrichts-Demo zu normalisieren, oder um Programmieraufgaben zu erfüllen, die f statt einer geschätzten Skizze verlangen. Wettbewerbspraxis braucht oft eine schnelle Offline-Quelle für Brennweiten, damit Lösungen ohne grafikfähige Taschenrechner unter Zeitdruck geprüft werden können. Produkt- und Bildungswerkzeuge nutzen die Lösung, wenn Lernende Gegenstands- und Bildweite eingeben und die Oberfläche die Brennweite und ob die Linse sammelnd oder zerstreuend ist anzeigen muss.

Kombinieren Sie sie mit dem Dünnlinsen-Bildweiten-Werkzeug und weiteren Mathematik- und Naturwissenschafts-Endpunkten, wenn Sie ein kleines Labor kostenloser, deterministischer Hilfsmittel für Geometrie, Algebra und einführende Physik aufbauen.

Hausaufgaben- und Laborprüfungen

Berechnen Sie f aus Lehrbuch- oder gemessenen do- und di-Werten; prüfen Sie sammelnd gegen zerstreuend, bevor Sie Strahlen skizzieren.

Nachhilfe- und Optik-Widgets

Normalisieren Sie vom Nutzer eingegebene Gegenstands- und Bildweite für interaktive Lektionen und schnelle Linsenstärke-Demos.

Was kostet der Brennweiten-Rechner?

Er ist auf dieser Seite kostenlos in Ihrem Browser.

Wie ist die Brennweite hier definiert?

Positives f ist sammelnd; negatives f ist zerstreuend unter der Gaußschen Konvention.

Warum werden Ergebnisse auf eine Präzision gerundet?

Die Standard-Präzision ist 10 Dezimalstellen; Sie können precision zwischen 0 und 15 setzen.

Wie berechne ich die Brennweite aus Gegenstands- und Bildweite?

Multiplizieren Sie beide Weiten und teilen Sie durch ihre Summe: f ist do mal di geteilt durch do plus di. Bei Gegenstandsweite 30 und Bildweite 15 beträgt die Brennweite 10.

Was bedeutet eine negative Bildweite?

Das Bild ist virtuell und liegt auf derselben Seite wie der Gegenstand. Die Formel gilt weiterhin: Gegenstandsweite 5 und Bildweite -10 ergeben ebenfalls eine Brennweite von 10.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/optics/focal-length

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/optics/focal-length \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"object_distance":30,"image_distance":15}'
{
  "object_distance": 30,
  "image_distance": 15
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "optics.focal_length",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

max_abs_length1000000000000000
HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Was die Brennweiten-Lösung liefert und wie die Felder zu lesen sind

Dieser Rechner liefert die normalisierten Werte object_distance und image_distance, die Sie angegeben haben, die berechnete focal_length gerundet auf die gewünschte Präzision, ein lens_type-Tag Sammel- oder Zerstreuungslinse aus dem Vorzeichen von f, die verwendete Präzision, eine kurze Formel-Zeichenkette und das Methoden-Tag focal_length. Es gibt keinen approximativen Strahlverfolgungspfad und keine Zufallsstichprobe von Oberflächen: Die Engine bildet entweder ein exaktes Gleitkomma-f innerhalb des unterstützten Längenbereichs oder weist die Eingabe mit invalid_input zurück. Wenn Sie Bildweite aus do und f, Mehrelement-Systeme, Dicklinsen-Hauptebenen oder Aberrationsbudgets benötigen, nutzen Sie dedizierte optische Werkzeuge; diese Seite beantwortet ausschließlich die einzelne Brennweiten-Lösung mit stabiler numerischer Ausgabe, geeignet für Arbeitsblätter, Unit-Tests und API-Konsumenten, die keine Strahlengänge erfinden dürfen.

Wie Gegenstands- und Bildweite gelesen werden und reproduzierbar bleiben

Optionale führende Pluszeichen und wissenschaftliche Notation bei Längen-Zeichenketten sind erlaubt, sofern sie sich als endliche Dezimalzahlen parsen lassen; eingebettete Leerzeichen, Hex-Präfixe und nicht-numerische Token werden mit einer klaren Meldung zurückgewiesen, damit eine fehlerhafte Zelle nicht zu einer falschen Brennweite wird. Die bevorzugten Felder sind object_distance für do und image_distance für di, aber die Aliase do, u, s_o und objectDistance für die Gegenstandsweite sowie di, v, s_i und imageDistance für die Bildweite werden akzeptiert, sodass Tabellenkalkulationen, Query-Strings und typisierte Formulare denselben Vertrag wiederverwenden können. Null ist für keine der beiden Weiten jemals gültig: Liegt der absolute do oder di bei oder unter einem winzigen Epsilon, schlägt die Anfrage mit invalid_input fehl, weil eins über diese Länge undefiniert ist. Ebenso wichtig: Wenn do dem Negativen von di entspricht, ist die Summe null, und die Formel für f dividiert durch null, sodass diese Geometrie mit einer klaren invalid_input-Meldung zurückgewiesen wird, statt Infinity oder NaN zurückzugeben. Ein optionales precision-Feld mit den Aliasen decimals und dp legt fest, wie viele Dezimalstellen für die numerischen Felder angezeigt werden; der Standardwert ist zehn, die Obergrenze fünfzehn, damit JSON-Goldens stabil bleiben. Kombinieren Sie den kostenlosen Browser-Lauf auf dieser Seite mit der kostenpflichtigen API, wenn Sie das identische mathematische Ergebnis innerhalb einer automatisierten Pipeline benötigen, ohne die Brennweiten-Formel selbst neu zu implementieren.

Wo Brennweiten-Prüfungen bei Studium, Laboren und Software Anwendung finden

Auf dieser Seite läuft die Berechnung vollständig in Ihrem Browser; über die API kostet jede erfolgreiche Abfrage $0.002, eine fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet, und nach der Antwort wird nichts gespeichert. Diese Aufteilung — freie interaktive Erkundung und eine kostenpflichtige, identische API — entspricht dem übrigen Tier-A-Katalog von KIT und erlaubt den Übergang von einer Unterrichts-Demo zu einer automatisierten Pipeline, ohne das mathematische Ergebnis zu verändern.

Deterministische Test-Fixtures

Erzeugen Sie reproduzierbare focal_length-Werte für Unit-Tests, Property-Checks und CI-Assertions.

Was passiert, wenn Gegenstandsweite plus Bildweite null ist?

Die Eingabe wird mit invalid_input zurückgewiesen. Wenn do + di = 0 ist, verschwindet die Kehrwertsumme und f ist undefiniert.

Kann eine der beiden Weiten null sein?

Nein. do = 0 oder di = 0 macht 1/do oder 1/di undefiniert; beide Fälle liefern invalid_input.

Vollständige KIT-Dokumentation lesen →