Les systèmes optiques sont utilisés pour tout, de l'observation des galaxies lointaines à l'envoi d'un appel téléphonique à travers le monde. Les lentilles sont dans presque tous les systèmes optiques. Pour une application spécifique, la lentille devra remplir une fonction très spécifique, et il y a des spécifications très précises qui lui permettront de remplir sa fonction. La taille est une des spécifications les plus importantes. Tout comme Goldilocks, l'astuce est de trouver la taille qui est «juste».
Coût
Autant parler tout de suite. Même le système optique fanciest, le plus cher aura une sorte de limitation des coûts. Pour rien de moins que le système optique fanciest, le plus cher, il est très probable que le coût sera un facteur très important, et pour certains systèmes, le coût est le facteur le plus important. Plus la lentille, plus le coût. Donc, pour les applications axées sur les coûts, l'astuce consiste à faire la lentille aussi petite que possible. Jetez un oeil à l'objectif de votre appareil photo de téléphone portable. Maintenant vous savez pourquoi il est si petit.
Light-Gathering Puissance
Jamais pris une photo de nuit avec cette caméra de téléphone portable de la vôtre? Si oui, vous savez une limitation de petites lentilles: ils ne recueillent pas beaucoup de lumière. Si le détecteur dans votre téléphone portable a été remplacé par un très coûteux CCD très sensible, faible luminosité, vous pouvez prendre de nuit des images de haute qualité. Mais si vous voulez avoir la chance de faire de bonnes images avec peu de lumière, puis une lentille plus grande est le chemin à parcourir. Voilà pourquoi les grandes ouvertures télescopes sont mieux: ils recueillent plus de ce que peu starlight il y a.
Résolution
La prochaine question associée à la taille de l'objectif est un peu délicat. Il est une conséquence de la nature physique de la lumière. Sans s'emmêler dans les mathématiques et la physique, le simple fait est qu'il est impossible de focaliser la lumière vers le bas pour une petite tache infinitésimale. Autrement dit, une tache de lumière peut seulement obtenir si petit. Le plus petit place votre objectif peut créer, plus de détails vous pouvez voir - moins flou, si vous voulez penser de cette façon. Plus la lentille, plus la tache peut être.
F/#
F / # (prononcer "numéro-f») d'une lentille est le rapport de la distance focale sur le diamètre. Très petites F / # lentilles sont très fortement incurvée, très coûteux à faire, et très sensible aux erreurs de matériel ou de fabrication. Donc, si vous voulez une longueur focale de 500 mm, vous voudrez peut-être une lentille de 500 mm de diamètre pour maximiser la quantité de lumière collectée, mais c'est un système F / 1. F / 1 lentilles sont vraiment difficile de bien faire. Il est plus raisonnable d'utiliser un diamètre de 125 mm F / 4 lentille. Mais, comme avec tout dans la conception optique, il est tout un compromis entre les choses qui sont importantes pour vous.
Poids et épaisseur
Lentilles ont le plus souvent une courbure uniforme. Autrement dit, leur surfaces avant et arrière sont comme des parties d'une sphère. A cause de cela, plus d'une lentille obtient, plus la différence entre l'épaisseur au milieu et l'épaisseur au niveau du bord. Mais si l'objectif est vraiment épais au milieu, alors il est vraiment lourd, de sorte que le bord ne peut être trop mince ou la lentille ne sera pas capable de se tenir. Donc, le bord doit être plus épais. Mais qui rend l'ensemble de la lentille encore plus lourd et beaucoup plus coûteux et difficile à manipuler. Voilà pourquoi la plus grande lentille de télescope utilisable est la lentille de diamètre 40 pouces à l'observatoire de Yerkes.