Зависит ли фокусное расстояние линзы от оптической плотности окружающей среды?

Да, фокусное расстояние линзы зависит от оптической плотности (точнее — от показателя преломления) окружающей среды.

Это следует из формулы линзы (уравнения изготовителя линз):

1/f = (nлинзы / nсреды − 1) · (1/R1 − 1/R2)

где:

• f — фокусное расстояние,

• nлинзы — показатель преломления материала линзы,

• nсреды — показатель преломления окружающей среды,

• R1 и R2 — радиусы кривизны поверхностей линзы.

Ключевой момент здесь — отношение nлинзы / nсреды. Именно оно определяет оптическую силу линзы.

Что это означает на практике:

• Если линза находится в воздухе (n ≈ 1), её фокусное расстояние имеет одно значение.

• Если ту же линзу поместить в воду (n ≈ 1.33), разность показателей преломления уменьшается.

• В результате оптическая сила линзы падает, а фокусное расстояние увеличивается.

• В предельном случае, когда показатель преломления среды становится равным показателю преломления материала линзы, линза вообще перестаёт преломлять свет (f → бесконечность).

Итог:

Фокусное расстояние линзы не является постоянной величиной — оно зависит от оптической плотности окружающей среды, потому что преломление определяется именно контрастом показателей преломления между линзой и средой.