Le lenti sono comunemente di vetro o materiale plastico con due superfici attraverso cui passa luce. Producono immagini che possono essere ingrandimenti o riduzioni di un soggetto. Una superficie dell'obiettivo può essere piane, concave o convesse. In una lente convergente, raggi di luce che passano attraverso la lente convergono in un punto focale sul lato opposto. In una lente divergente, raggi emergono dalla lente come se sono venuti da un punto focale al suo lato opposto. In ogni caso, la distanza tra il punto focale e l'asse verticale della lente è la lunghezza focale.
Forma
Le superfici di una lente convergente sono convesse verso l'esterno e loro lunghezze focali sono positive. Una superficie di lente che è concava verso l'esterno è una lente d'ingrandimento con una lunghezza focale negativa. Il raggio di curvatura di una lente è il raggio di una sfera immaginaria da cui è stata tagliata la superficie della lente.
Indice di rifrazione
La proprietà ottica di un materiale della lente è il suo indice di rifrazione. In primo luogo definito dal matematico olandese Willebrord Snellius nel XVII secolo, è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità della luce nel materiale in questione. L'indice di rifrazione dell'acqua è 1.33 e per vetro è 1,5.
Lente sottile
L'asse ottico di un obiettivo è una retta passante per il punto medio di ogni superficie della lente. Una lente sottile ha uno spessore trascurabile a questo punto rispetto alla sua lunghezza focale. La lente si piega, o rifrange, luce istantaneamente a un piano centrale verticale all'asse ottico. Il reciproco della lunghezza focale di una lente sottile è uguale all'indice di rifrazione moltiplicato per la somma del raggio di curvatura della superficie di ogni lente.
Principal aerei
In realtà, i calcoli della lunghezza focale di un sistema di lenti devono prendere in considerazione la distanza tra la superficie delle lenti. Aerei principali sono concetti matematici delle superfici all'interno il sistema di lenti dove avviene la rifrazione. Il sistema più semplice ha un piano principale anteriore dove un fascio di luce colpisce la lente e un aereo torna principale dove emerge. Questi piani sono perpendicolari all'asse ottico e attraversano l'asse alle principali punti, chiamati anche punti nodali.
Spessore lente
Equazione di Gullstrand, prende il 20 ° secolo l'oftalmologo svedese Allvar Gullstrand, è una formula matematica per calcolare la lunghezza focale di una lente spessa. Essa riguarda la lunghezza focale della lente tutta lo spessore della lente all'asse ottico, indice di rifrazione del materiale lente e la lunghezza focale di ogni superficie. La focale superficie individuale è la distanza tra ogni punto focale ed il suo punto nodale all'interno della lente.