Tiêu cự, tiêu điểm là một phần kiến thức quan trọng trong bộ môn Vật lý 9. Vậy bạn có biết tiêu điểm, tiêu cự là gì không? Công thức tính tiêu cự của thấu kính là gì? Hãy cùng với chúng tôi tìm hiểu chi tiết về tiêu cự ngay sau đây.
Tiêu cự là gì?
Tiêu cự ống kính là gì?
Tiêu cự là khoảng cách đo được tính từ tâm của ống kính đến cảm biến của máy ảnh. Nói cách khác, tiêu cự ống kính cho chúng ta biết được mức độ phóng đại mà ống kính đạt được là bao nhiêu.
Độ dài của tiêu cự được hiển thị bằng một con số. Con số này cho chúng ta biết được máy ảnh có thể chụp được trong phạm vi cảnh như thế nào.
Ví dụ: Bạn có một ống kính tiêu cự 70mm giúp bạn có thể nhìn thấy được một ngọn núi ở rất ra. Tuy nhiên, nếu như ống kính tiêu cự 300mm thì bạn chỉ có thể nhìn thấy được những cái cây ở trên ngọn núi đó.
Như vậy, tiêu cự ống kính máy ảnh sẽ quyết định đến phạm vi cảnh mà bạn có thể chụp được. Khi tiêu cự máy ảnh càng ngắn thì góc máy sẽ càng rộng; ngược lại khi tiêu cự càng dài thì vật thể ở xa sẽ trông như lớn hơn.
Các loại tiêu cự là gì?
Có 2 loại ống kính phổ biến, đó là:
- Ống kính cố định (ống kính Prime): Loại này chỉ có sẵn một tiêu cự; tức là độ dài tiêu cự của ống kính này sẽ không thể thay đổi.
- Ống kính zoom: Có nhiều tiêu cự; cho phép người dùng có thể điều chỉnh một cách linh hoạt độ dài tiêu cự tùy theo nhu cầu của mình.
Nếu như phân loại tiêu cự ống kính theo góc chụp thì có một số loại ống kính như sau:
- Tiêu cự 8mm – 24mm (Ống kính góc siêu rộng)
Những ống kính có tiêu cự khoảng 8mm – 24mm thì được gọi với cái tên là ống kính fisheye (hay mắt cá). Nguyên nhân là do chiếc lens cung cấp được vùng quan sát rất rộng; có thể chụp ảnh lên đến 180 độ xung quanh ống kính. Tuy nhiên, hình ảnh mà chúng ta thu về sẽ bị biến dạng một cách đáng kể; tạo cảm giác khung hình giống như bị “bó” lại bên trong một quả cầu.
- Tiêu cự 24mm – 35mm (Ống kính góc rộng – tiêu chuẩn)
Loại ống kính này có độ dài tiêu cự nhỏ; góc nhìn rộng cùng với khả năng lấy nét tốt hơn so với ống kính fisheye ở trên. Ở mức tiêu cự của ống kính này thì vẫn có khả năng làm biến dạng hình ảnh nhưng sẽ ít hơn; hình ảnh nhìn cũng sẽ tự nhiên hơn.
Có thể nói, ở khoảng tiêu cự này thì gần như mọi vật đều được lấy nét trong khung hình; trừ khi chủ thể đang ở rất gần với máy ảnh.
- Tiêu cự 35mm – 70mm (Ống kính tiêu chuẩn)
Khoảng tiêu cự này được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Nguyên nhân là bởi bạn có thể sử dụng ống kính này để “cân đẹp” tất cả các thể loại chụp ảnh. Bạn có thể chụp chân dung hay chụp phong cảnh… đều ổn. Nguyên nhân là bởi khả năng hiển thị hình ảnh gần giống với mắt thường nhìn.
Ngoài ra, với các dòng lens tiêu chuẩn này thì người chụp cũng có thể dễ dàng điều chỉnh độ nông hoặc độ sâu của trường ảnh (tùy thuộc vào khẩu độ).
- Tiêu cự 70mm – 300mm (Ống kính telephoto)
Độ dài tiêu cự này gần như được coi là lớn nhất. Những ống kính mà được trang bị độ dài tiêu cự này thì thường được gọi là Ống kính tele. Lens 70mm – 300mm rất phù hợp với nhu cầu chụp chủ thể ở một khoảng cách xa hoặc là rất xa.
Bên cạnh đó, người chụp còn có thể sử dụng loại ống kính này giống như là một chiếc kính thiên văn để ngắm nhìn hoặc ghi lại hình ảnh của những vì sao trên bầu trời đêm một cách chất lượng. Ống kính telephoto này thường có độ sâu trường ảnh nông; trừ khi mọi thứ mà bạn chụp đang ở xa.
Xem thêm: Tripod là gì? Tác dụng của tripod điện thoại, máy ảnh
Công thức tính tiêu cự là gì?
Ký hiệu của tiêu cự
Tiêu cự là một độ dài đại số; được kí hiệu là f. Nó có trị số tuyệt đối bằng khoảng cách từ quang tâm O đến tiêu điểm chính của thấu kính.
Tiêu điểm F của thấu kính chính là điểm mà chùm tia tới song song trục chính của thấu kính cho chùm tia ló hội tụ tại điểm này.
Đơn vị của tiêu cự là cm hoặc m. Cụ thể:
|f| = OF = OF’
Quy ước: f > 0 đối với thấu kính hội tụ; f < 0 đối với thấu kính phân kì.
Công thức tính tiêu cự
Công thức tính tiêu cự của thấu kính:
Khi đặt vật sáng trước thấu kính thì chúng ta thu được ảnh của vật. Khi biết được vị trí ảnh và vật thì chúng ta có thể xác định tiêu cự của thấu kính dựa trên công thức sau:
Trong đó:
- f là tiêu cự của thấu kính; có đơn vị tính là cm hoặc m. Đối với thấu kính hội tụ thì f >0; còn đối với thấu kính phân kì thì f < 0.
- d là khoảng cách từ vật đến thấu kính; có đơn vị tính là cm hoặc m. Nếu như vật thật thì d > 0; còn nếu như vật ảo thì d < 0.
- d’ là khoảng cách từ ảnh cho đến thấu kính; có đơn vị tính là cm hoặc m. Nếu như ảnh thật thì d’ > 0; còn nếu như ảnh ảo thì d’ < 0.
Công thức tính tiêu cự của thấu kính khi biết độ tụ: 
Trong đó:
- D là độ tụ; có đơn vị tính là đi ốp (kí hiệu là dp); D > 0 đối với thấu kính hội tụ; còn D < 0 đối với thấu kính phân kì.
- f là tiêu cự; có đơn vị tính là mét (m). Cụ thể: Thấu kính hội tụ có khả năng hội tụ chùm sáng càng mạnh khi f càng nhỏ.
Công thức tính tiêu cự của thấu kính mỏng:
Riêng đối với thấu kính mỏng, khi biết được các bán kính cong của thấu kính thì chúng ta có thể tính tiêu cự bởi công thức sau:
Trong đó:
- f là tiêu cự của thấu kính; đơn vị đo là m hoặc dm, cm. Cụ thể: f > 0 đối với thấu kính hội tụ; còn f < 0 đối với thấu kính phân kì.
- n là chiết suất tỉ đối của vật liệu làm thấu kính đối với môi trường xung quanh thấu kính.
- R1 và R2 là các bán kính của các mặt thấu kính, với quy ước như sau: R1, R2 > 0 đối với các mặt lồi; R1, R2 < 0 đối với các mặt lõm; và R1, R2 = 0 đối với các mặt phẳng.
Với hệ hai thấu kính mỏng đồng trục ghép sát thì chúng ta có thể xác định tiêu cự của thấu kính tương đương với công thức như sau:
Trong đó:
- f là tiêu cự thấu kính tương đương; có đơn vị tính là m.
- f1 và f2 lần lượt là tiêu cực của các thấu kính trong hệ ghép sát đồng trục; có đơn vị tính là m.
Xem thêm: Top 5 tủ chống ẩm dry-cabi đang được ưa chuộng nhất
Công thức tính tiêu cự của mắt:
Với mắt người bình thường thì vật sáng ở trước mắt luôn cho ảnh hiện trên võng mạc. Do đó tiêu cự của thể thủy tinh được xác định bằng công thức như sau:
Bài tập áp dụng
Bài 1: Một kính lão có ghi độ tụ là -4 dp. Vậy tiêu cự của kính đó là bao nhiêu?
Đáp án: Đây là thấu kính phân kì có tiêu cự f = -0,25 m.
Bài 2: Một vật sáng AB đặt trước thấu kính, cách thấu kính khoảng 20 cm, cho ảnh ảo cách thấu kính là 10 cm. Đây là thấu kính loại gì? Tính tiêu cự của kính?
Đáp án: Đây là thấu kính phân kì có tiêu cự f = -20 cm.
Bài 3: Một người mắt tốt có võng mạc cách mắt 2,5 cm thì có thể nhìn xa vô cùng mà không phải điều tiết. Khi đó thì tiêu cự của thể thủy tinh là bao nhiêu?
Đáp án: Khi nhìn vật ở xa vô cùng f = 2,5 cm.
Trên đây là những chia sẻ của chúng tôi liên quan đến tiêu điểm, tiêu cự là gì cũng như công thức tính tiêu cự. Hy vọng bài viết này sẽ giúp bạn có thêm được những kiến thức hay và bổ ích; phục vụ tốt quá trình học tập và nghiên cứu!
