Fókusz (optika)

A geometriai optikában a fókusz, más néven képpont az a pont, ahol a tárgy egy pontjából kiinduló fénysugarak összefutnak. Bár a fókusz fogalmilag egy pont, fizikailag a fókusznak van egy térbeli kiterjedése, amelyet homálykörnek nevezünk. Ezt a nem ideális fókuszálást a képalkotó optika aberrációi okozhatják. Jelentős aberrációk hiányában a legkisebb lehetséges elmosódási kör az Airy-korong, amelyet az optikai rendszer nyílásából eredő diffrakció okoz. Az aberrációk a rekesz átmérőjének növekedésével általában romlanak, míg az Airy-kör nagy rekeszek esetén a legkisebb.

A szem fókuszálása ideális esetben a tárgy egy pontjából érkező összes fénysugarat összegyűjti a retina megfelelő pontjába.

A fényképezőgép fókuszálásának bemutatása különböző távolságokon, egy bambusztetőn

Részben fókuszált szöveg egy oldalon, de többnyire nem különböző mértékben

Egy kép, vagy képpont vagy régió fókuszban van, ha a tárgypontokból érkező fény a lehető legnagyobb mértékben konvergál a képen, és fókuszon kívül van, ha a fény nem jól konvergál. Az ezek közötti határt néha a “zavarodottsági kör” kritériumával határozzák meg.

A főfókusz vagy fókuszpont egy speciális fókuszpont:

• A lencse, illetve a gömb- vagy parabolatükör esetében olyan pont, amelyre a tengellyel párhuzamos kollimált fény fókuszálódik. Mivel a fény mindkét irányban áthaladhat a lencsén, a lencsének két fókuszpontja van – egy-egy mindkét oldalon. A lencse vagy tükör fősíkjától a fókuszpontig a levegőben mért távolságot nevezzük fókusztávolságnak.
• Az elliptikus tükröknek két fókuszpontjuk van: a fény, amely áthalad az egyiken, mielőtt a tükörbe ér, úgy verődik vissza, hogy a másikon is áthalad.
• A hiperbolikus tükör fókuszpontja két olyan pont valamelyike, amelyeknek az a tulajdonságuk, hogy az egyikből érkező fény úgy verődik vissza, mintha a másikból érkezett volna.

A divergens (negatív) lencsék és a domború tükrök nem fókuszálják a kollimált sugarat egy pontba. Ehelyett a fókusz az a pont, ahonnan a fény látszólag kiindul, miután áthalad a lencsén vagy visszaverődik a tükörről. A domború parabolikus tükör visszatükrözi a kollimált fénysugarat, hogy úgy tűnjön, mintha a fókuszpontból sugározna, vagy fordítva, a fókuszpont felé irányuló sugarakat kollimált sugárként tükrözi vissza. Egy konvex elliptikus tükör úgy tükrözi vissza az egyik fókusz felé irányuló fényt, mintha az a másik fókuszból sugározna, amelyek mindketten a tükör mögött vannak. A domború hiperbolikus tükör a tükör előtti fókuszpontból kiinduló sugarakat úgy tükrözi vissza, mintha azok a tükör mögötti fókuszpontból indulnának ki. Megfordítva, a tükör mögött lévő fókuszpontra irányuló sugarakat a tükör előtt lévő fókuszpont felé tudja fókuszálni, mint egy Cassegrain-teleszkópban.