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La mwcalunghezza focale (mwcqƒ o anche solo la mwcgfocale) di un mwcwobiettivo fotografico, è la distanza che separa il suo mwdacentro ottico dal piano mwdqpellicola o mwdgsensore, quando è regolato per la mwdwmessa a fuoco su mweainfinito (∞). È la lunghezza caratteristica che indica il mweqpunto dove si trova il primo mwegpiano a fuoco dell'mwewimmagine tridimensionale fornita dall'obiettivo. Tutti gli altri piani bidimensionali e ortogonali all'mwfaasse ottico (qualunque mwfqpiano focale), che è possibile focalizzare di quell'immagine, si trovano ad una distanza focale maggiore della lunghezza focale, regolando il fuoco del obiettivo. Per cui, in mwfgambito fotografico, la lunghezza focale non dovrebbe essere confusa col termine "distanza focale" (e viceversa), che viene invece usato per indicare tutte le infinite distanze che può assumere il piano focale di ripresa, rispetto al obiettivo.

La lunghezza focale viene misurata più comunemente in millimetri (mwgamm), come standard ormai globale.

In fisica, è invece più spesso indicata come mwggdistanza focale: mwgwin ottica, la distanza focale di un sistema è la distanza di un punto focale dal corrispondente punto principale (per una lente sottile, la distanza del fuoco dalla lente)cite-ref-1[1].

Ovvero, la distanza focale di una mwiqlente, è lo spazio che separa il suo centro dal fuoco (mwigF). Cioè, la distanza caratteristica, misurata sull'mwiwasse ottico, tra il punto centrale di una mwjalente sottile equivalente (o tra la superficie di uno mwjqspecchio) ed il punto di fuoco principale, ovvero il punto di convergenza dei raggi rifratti (o riflessi), provenienti da una mwjgsorgente luminosa posta all'infinito (raggi incidenti paralleli all'asse ottico).

In altri termini, la mwkafocale di una lente/obiettivo, è anche l'inverso del suo mwkqpotere diottrico, misurato in mwkgmetri.

• Lente sottile

• Sistemi ottici

• Fotografia

• Astronomia osservativa

• Note

• Voci correlate

• Altri progetti

• Collegamenti esterni

Per una lente sottile immersa in aria, la lunghezza focale è la distanza dal centro della lente ai suoi punti focali. Per una lente convergente, per esempio una lente bi-convessa, la lunghezza focale prende il segno positivo ed è la distanza alla quale un fascio di mwlwluce collimata viene focalizzato su un singolo punto. Per una lente divergente, ad esempio una lente concava, la lunghezza focale prende il segno negativo ed è la distanza dal punto da cui un fascio di luce collimata diverge dopo il passaggio attraverso la lente.

Quando una lente viene utilizzata per ottenere l'immagine di un oggetto, la distanza mwmqu tra l'oggetto e la lente, la distanza mwmgv tra la lente e l'immagine e la lunghezza focale mwmwf sono correlate dalla formula:

mwng 1 f = 1 u + 1 v . {\displaystyle {\frac {1}{f}}={\frac {1}{u}}+{\frac {1}{v}}\ .}

La lunghezza focale di una comune lente convessa (anche di un mwoadoppietto acromatico collato), può essere facilmente misurata, ottenendo, su uno schermo bianco, l'immagine focalizzata di una "sorgente di luce" posta a una determinata distanza (almeno 1000 volte la sua lunghezza focale). In questo caso mwog1/u è trascurabile e la lunghezza focale è quindi data da:

mwpq f ≈ ≈ v . {\displaystyle f\approx v\ .}

La lunghezza focale di una lente concava è un po' più complessa da determinare. È considerata quel punto in cui i fasci di luce che si diffondono si incontrerebbero prima della lente se questa non fosse presente. Durante tale prova non si forma alcuna immagine e la lunghezza focale deve essere determinata facendo passare la luce (per esempio la luce di un mwpwraggio laser) attraverso la lente, esaminando quanto quella luce si disperde/piega e seguendo il raggio di luce a ritroso fino al punto focale della lente.

Per una mwrglente spessa, che ha uno spessore non trascurabile, o un sistema di mwrwimmagine costituito da più mwsalenti e mwsqspecchi (ad esempio, un mwsgobiettivo fotografico o un mwswtelescopio) la lunghezza focale è spesso chiamata lunghezza focale effettiva o EFL, dall'mwtainglese mwtqEffective Focal Length, per distinguerla da altri parametri comunemente usati:

• La lunghezza focale anteriore (FFL, dall'mwuainglese mwuqFront Focal Length) o distanza focale anteriore (FFD, dall'mwuginglese mwuwFront Focal Distance) mwvasmwvqF è la distanza dal punto focale anteriore del sistema F al vertice della prima superficie ottica Smwvg1.cite-ref-greivenkamp-2-0[2]cite-ref-hecht1-3-0[3]

• La lunghezza focale posteriore (BFL, dall'mwyainglese mwyqBack Focal Length) o distanza focale posteriore (BFD, dall'mwyginglese mwywBack Focal Distance) mwzas′mwzqF′ è la distanza dal vertice dell'ultima superficie ottica del sistema Smwzg2 al punto focale posteriore F′.cite-ref-greivenkamp-2-1[2]cite-ref-hecht1-3-1[3]

Per un mwcasistema ottico immerso in mwcqaria, la lunghezza focale effettiva (mwcgf e mwcwf′) fornisce la distanza dai piani principali anteriore e posteriore (H e H′) ai corrispondenti punti focali (F e F′). Se il mezzo di propagazione della mwdaluce non è l'aria, allora la distanza viene moltiplicata per l'mwdqindice di rifrazione del mezzo (mwdgn è l'indice di rifrazione del materiale di cui è fatta la lente stessa; mwdwnmwea1 è l'indice di rifrazione di qualsiasi mezzo davanti alla lente; mweqnmweg2 è quello di qualsiasi mezzo dietro di essa). Alcuni autori chiamano queste distanze rispettivamente focale anteriore (mwewf ) e posteriore (mwfaf '), distinguendole da distanza focale anteriore e posteriore definite in precedenza.cite-ref-greivenkamp-2-2[2]

In generale, la lunghezza focale o EFL è il valore che descrive la capacità del sistema ottico di mettere a fuoco la luce ed è il valore utilizzato per calcolare l'mwggingrandimento del sistema. Gli altri parametri si utilizzano per determinare dove si formerà un'immagine, data una posizione dell'oggetto.

Nel caso di una lente di spessore mwhad immersa in aria (mwhqn1 = n2 = 1) e con mwhgraggi di curvatura delle superfici pari a mwhwRmwia1 e mwiqRmwig2, la lunghezza focale effettiva mwiwf è data dall'equazione del Lensmaker:

mwjg 1 f = ( n − − 1 ) ( 1 R 1 − − 1 R 2 + ( n − − 1 ) d n R 1 R 2 ) , {\displaystyle {\frac {1}{f}}=(n-1)\left({\frac {1}{R_{1}}}-{\frac {1}{R_{2}}}+{\frac {(n-1)d}{nR_{1}R_{2}}}\right),}

dove mwkan è l'indice di rifrazione del materiale con cui è costruita la lente. La grandezza mwkg1/f è anche nota come mwkwpotere diottrico o potere convergente della lente.

La lunghezza focale anteriore corrispondente è:cite-ref-hecht2-4-0[4]

mwmw FFL = f ( 1 + ( n − − 1 ) d n R 2 ) , {\displaystyle {\mbox{FFL}}=f\left(1+{\frac {(n-1)d}{nR_{2}}}\right),}

e la lunghezza focale posteriore:

mwnw BFL = f ( 1 − − ( n − − 1 ) d n R 1 ) . {\displaystyle {\mbox{BFL}}=f\left(1-{\frac {(n-1)d}{nR_{1}}}\right).}

Con la convenzione dei segni qui utilizzata, il valore di mwoqRmwog1 sarà positivo se la prima superficie della lente è convessa, e negativo se è concava. Il valore di mwowRmwpa2 invece è negativo se la seconda superficie è convessa e positivo se concava. La convenzione dei segni può variare tra i diversi autori, il che si traduce in forme diverse di queste equazioni a seconda della convenzione utilizzata.

Per uno specchio sferico in aria, la lunghezza focale è pari al raggio di curvatura dello specchio diviso due. La lunghezza focale è positiva per uno specchio concavo e negativa per uno specchio convesso. Nella convenzione dei segni usata per la progettazione ottica, uno specchio concavo ha un raggio di curvatura negativo, quindi:

mwqa f = − − R 2 , {\displaystyle f=-{R \over 2},}

dove mwqgR è il raggio di curvatura della superficie dello specchio.

In mwrqfotografia, la mwrglunghezza focale è una delle più importanti mwrwspecifiche tecniche del mwsaobiettivo fotografico, che insieme all'apertura massima del diaframma, viene incisa sul corpo o indicata chiaramente sul barilotto, ma con un valore nominale (arrotondato), invece del valore preciso. Quasi sempre fa parte del nominativo di quel modello, e come dato numerico viene espresso di norma in millimetri (più anticamente, ma oggi più raramente, in centimetri o in mwsqpollici). Ad esempio, l'obiettivo mwsgLeica Summilux-M 50 mm f/1.4 ASPH. misura 51,6 mm effettivicite-ref-5[5].

Il centro ottico non corrisponde quasi mai al centro dell'obiettivo (o punto mediano del corpo), poiché è solitamente composto da più elementi di notevole spessore, la cui lunghezza focale può essere diversa dalla sua lunghezza fisica, e in quanto il centro ottico è riferito alla posizione del "punto nodale posteriore" del mwuqdiaframma interno, posizione che dipende da vari fattori, basati sullo schema ottico, ecc (si veda, mwugottica geometrica).

Molti obiettivi fotografici, con lunghezza focale maggiore del "mwvanormale", come gli «obiettivi a lunga focale», vengono progettati con determinati schemi ottici, al fine di ridurre gli ingombri, ad esempio, i mwvqteleobiettivi. Invece, gli obiettivi a focale più corta del normale, detti mwvggrandangolari, e con particolare riferimento a quelli usati nei mwvwsistemi reflex (a maggiore mwwatiraggio, a causa dello specchio) vengono progettati per avere una lunghezza fisica sufficientemente maggiore rispetto alla lunghezza focale, utilizzando il tipico schema ottico detto «a teleobiettivo invertito».

La lunghezza focale rappresenta la "distanza focale" più corta, ottenibile con quell'obiettivo, mantenendo l'immagine nitidamente a fuoco; e proprio per questo, non bisogna confondere i due termini. Col termine "distanza focale" è intesa qualsiasi distanza misurabile tra il centro ottico dell'obiettivo ed il piano focale (piano pellicola o sensore), in qualsiasi punto di regolazione del fuoco possibile di quel obiettivo; perciò non indica la lunghezza focale caratteristica. Questa è una differenza fondamentale, usata per indicare tutte le infinite distanze a cui può essere posizionato il piano focale, all'interno dell'immagine tridimensionale fornita dal sistema ottico: durante le varie regolazioni del fuoco di un obiettivo, tra l'infinito e la minima distanza possibile ruotando la ghiera, il valore della distanza focale aumenta, per poter focalizzare gli oggetti sempre più vicini, per cui l'obiettivo dovrà allontanarsi dalla fotocamera, aumentando così la distanza dal piano focale.

La lunghezza focale è anche l'inverso del mwxapotere diottrico, misurato in mwxqmetri (focale = 1/diottrie), ed è in relazione con l'mwxgingrandimento. Lo stesso concetto è applicato alle lenti (obiettivi) dei mwxwtelescopi, la cui lunghezza focale determina importanti effetti nella visione degli oggetti astronomici. In generale, infatti, una maggiore lunghezza focale determina un maggior mwyaingrandimento dell'immagine, a parità di mwyqoculare utilizzato. Tuttavia, un maggiore ingrandimento, a parità di diametro del obiettivo (apertura), può andare a scapito della luminosità delle immagini. La lunghezza focale (ƒ ), insieme al valore di apertura (A) della lente, è utilizzata per calcolare il mwygrapporto focale dello strumento: ƒ/A.

cite-note-11. ↑ mw0qmw0gmw0wFocale - Enciclopedia, su mw1aTreccani. mw1qURL consultato l'11 giugno 2024.

cite-note-greivenkamp-22. ↑ mw3qJohn E. Greivenkamp, mw3gmw3wField Guide to Geometrical Optics, SPIE Press, 2004, pp.mw4a 6-9, mw4qISBNmw4g 978-0-8194-5294-8.

cite-note-hecht1-33. ↑ mw6qEugene Hecht, mw6gmw6wOptics, 4th, Addison Wesley, 2002, p.mw7a mw7q168, mw7gISBNmw7w 978-0-8053-8566-3.

cite-note-hecht2-44. ↑ mw9aEugene Hecht, mw9qmw9gOptics, 4th, Addison Wesley, 2002, pp.mw9w mw-a244–245, mw-qISBNmw-g 978-0-8053-8566-3.

cite-note-55. ↑ mw-wmwaqamwaqeLEICA SUMMILUX-M 50 mm f/1.4 ASPH. (mwaqimwaqmPDF), su mwaqqovergaard.dk.

• mwaqgPellicola

• mwaqoDiottrie

• mwaqwAngolo di campo

• mwaq4Rapporto focale

Altri progetti

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su lunghezza focale

• citerefbritannica-com(EN) focal length, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.