Foco (ótica)

Na óptica geométrica, um foco, também chamado ponto de imagem, é um ponto onde os raios de luz originários de um ponto sobre o objeto convergem. Embora o foco seja conceitualmente um ponto, fisicamente o foco tem uma extensão espacial, chamada de círculo de desfocagem. Este foco não-ideal pode ser causado por aberrações da óptica de imagem. Na ausência de aberrações significativas, o menor círculo de desfocagem possível é o disco Airy, que é causado pela difração da abertura do sistema óptico. As aberrações tendem a piorar conforme o diâmetro da abertura aumenta, enquanto o círculo Airy é o menor para aberturas grandes.

A focalização do olho recolhe idealmente todos os raios de luz de um ponto em um objeto para um ponto correspondente na retina.

Uma demonstração do foco da câmera em diferentes distâncias, mostrando um telhado de bambu

Texto em uma página que está parcialmente em foco, mas principalmente não em graus variáveis

Uma imagem, ou ponto ou região da imagem, está em foco se a luz dos pontos do objeto convergir quase tanto quanto possível na imagem, e fora de foco se a luz não estiver bem convergida. A borda entre estes é às vezes definida usando um critério de “círculo de confusão”.

Um foco principal ou ponto focal é um foco especial:

• Para uma lente, ou um espelho esférico ou parabólico, é um ponto no qual a luz colimada paralela ao eixo é focada. Como a luz pode passar através de uma lente em qualquer direção, uma lente tem dois pontos focais – um de cada lado. A distância no ar do plano principal da lente ou espelho ao foco é chamada distância focal.
• Os espelhos elípticos têm dois pontos focais: a luz que passa por um deles antes de atingir o espelho é refletida de tal forma que ele passa pelo outro.
• O foco de um espelho hiperbólico é um de dois pontos que tem a propriedade de que a luz de um é refletida como se viesse do outro.

Lentes divergentes (negativas) e espelhos convexos não focalizam um feixe colimado para um ponto. Em vez disso, o foco é o ponto a partir do qual a luz parece estar emanando, depois que ela viaja através da lente ou reflete a partir do espelho. Um espelho parabólico convexo refletirá um feixe de luz colimada para fazê-lo parecer como se estivesse irradiando do ponto focal, ou, inversamente, refletirá raios direcionados para o foco como um feixe colimado. Um espelho elíptico convexo refletirá a luz direcionada para um foco como se estivesse irradiando do outro foco, ambos atrás do espelho. Um espelho hiperbólico convexo reflectirá os raios que emanam do ponto focal em frente ao espelho como se emanassem do ponto focal atrás do espelho. Inversamente, ele pode focalizar raios direcionados para o ponto focal que está atrás do espelho em direção ao ponto focal que está na frente do espelho como num telescópio Cassegrain.