fokus

Ett fokus eller bildpunkt är inom geometrisk optik en punkt i vilken strålar utgående från en punkt på objektet sammanfaller. Även om begreppet avser en geometrisk punkt, så samlas skärningspunkterna för ett strålknippes strålar inom en rumslig volym i verkligheten och den minsta cirkel genom vilken alla knippets strålar passerar kallas för oskärpecirkel. Med brännpunkt eller fokalpunkt, ofta bara kallad fokus, avses en specifik punkt (eller två specifika punkter) i rymden i förhållande till en konvex eller konkav lins eller spegel (eller ett system av flera linser eller speglar). Mot denna punkt sammanstrålar (konvergerar) eller från denna punkt utstrålar (divergerar) alla med varandra och den optiska axeln parallella ljusstrålar (kollimerat ljus) efter brytningen eller reflektionen i en lins eller paraboloid spegel. För prolat ellipsoidala och hyperboliska speglar avses med bränn- eller fokalpunkt endera av två punkter sådana att ljusstrålar riktade från eller mot den ena efter reflektionen riktas från eller mot den andra (en paraboloid spegel kan betraktas som ett gränsfall mellan prolat ellipsoidala och hyperboliska speglar med den ena fokalpunkten i oändligheten). En sfärisk spegel är ett gränsfall mellan prolat och oblat ellipsoidala speglar, där de båda fokalpunkterna sammanfaller (i sfärens medelpunkt), så att ljus rikat från eller mot medelpunkten återspeglas i rakt motsatt riktning. Oblata ellipsoider/sfäroider saknar egentlig fokalpunkt (ellipsens två fokus ligger hos denna på en cirkel i storaxelplanet mot vilket rotationsaxeln, ellipsens lillaxel, är normal). För sfäriska speglar talar man ändå om en "fokalpunkt" som ligger halvvägs mellan medelpunkten och sfärens yta, eftersom sfäriska speglar med liten diameter i förhållande till sfärens krökningsradie kan approximeras med paraboliska speglar så att parallella inkommande strålar sammanstrålar i ungefär samma punkt (och detsamma gäller ellipsoidala och hyperboliska speglar). Med brännvidd eller fokallängd avses avståndet från linsen/spegeln (eller, för ett optiskt system bestående av flera linser/speglar, det optiska avståndet från primärlinsen/primärspegeln) till brännpunkten/fokalpunkten. Med Gaussfokus menas ett fokus som bildas av paraxiella strålar, det vill säga strålar som i stort sett sammanfaller med systemets optiska axel (ligger så nära den optiska axeln att sinus och tangens för strålens vinkel mot denna kan anses vara lika med vinkeln själv uttryckt i radianer och cosinus för vinkeln kan anses vara lika med ett). För ett system fritt från aberration sammanfaller det faktiska fokuset med Gaussfokuset. Fokus kan även syfta på det avstånd mellan en lins och ett objekt som på andra sidan linsen projicerar en skarp bild av objektet på ett fokalplan, till exempel en kamerafilm. Ordet "brännpunkt", liksom "fokus" (focus betyder "härd" på latin), kommer av att de (i stort sett) parallella strålarna från den avlägsna ljuskällan solen åstadkommer en brännande punkt just här.