Polttopisteellä

Polttopisteellä on optiikassa käytetty termi, jolla tarkoitetaan pistettä, johon valonsäteet keskittyvät tai joiden ajatellaan keskittyvän erilaisissa optisissa laitteissa. Konvergoivan linssin tai koveran peilin tapauksessa säteet, jotka ovat alun perin suunnattu kulkemaan optisen akselin suuntaisesti, saavat lopulta aikaan keskittäytyneitä valonsäteitä, jotka voivat kohdata polttopisteen. Polttoväli (f) on etäisyys linssistä tai peilistä polttopisteeseen. Pyhän planeen käsite: sen kautta voidaan kuvata se, miten keskittyneeseen valoon muodostuu kuva tai miten valo kohdistuu pienelle alueelle.

Fokuksen luonnetta voidaan kuvata kahdella tavalla. Todellinen fokuspiste syntyy, kun säteet kohtaavat oikeasti kuvakohdassa linssin taholta, jolloin syntyy todellinen kuva on oikeassa tilassa. Virtuaalinen fokuspiste puolestaan esiintyy, kun valonsäteet vaikuttavat lähtevän polttopisteestä, mutta todellisesti niillä ei ole siellä fyysistä pistettä; tämä tilanne voi esiintyä esim. hajauttavien linssien yhteydessä. 1/f = 1/do + 1/di -lainsäädäntö kuvaa, miten objektiivin sijoitus (do) ja kuva (di) liittyvät toisiinsa polttopisteen kautta.

Käytännössä polttopiste löytyy useissa laitteissa. Valokuvauksessa ja kameratekniikassa polttopiste määrittää, missä kuvaplane sijaitsee sensorin tai filmille, ja se vaikuttaa tarkennukseen ja syväterävyyteen. Mikroskopiassa polttopiste mahdollistaa erittäin tiheän valon fokusoimisen kohteen pienelle alueelle. Projektoreissa polttopiste ohjaa valon kohti näyttöä tai kuva-aluetta. Lisäksi termi voi esiintyä vertauskuvallisesti: polttopisteellä tarkoitetaan keskustaa, jossa huomio keskittyy.

Käsitteellinen ja käytännön yhteys sekä todellinen että virtuaalinen fokuspiste ovat olennaisia, kun suunnitellaan ja analysoidaan optisia järjestelmiä sekä valon keskittymistä.