Como varia a nitidez de uma imagem quando o objeto se desloca em relação ao plano focal de uma lente convergente?

Resposta

A nitidez diminui quando o objeto sai do plano focal, pois o plano imagem desloca-se e a imagem sai do foco.

Explicação:
Usando a equação da lente \(1/f=1/d_o+1/d_i\), um pequeno deslocamento \(\Delta d_o\) altera \(d_i\), deslocando o plano imagem e aumentando a dispersão da função de ponto (PSF), reduzindo a nitidez. A profundidade de campo/profundidade de foco determina a tolerância a esse desvio.

Exemplo:
Considere uma lente de 50 mm (\(f=0{,}05\) m) focada em um objeto a \(d_o=2{,}0\) m:
\(1/d_i=1/f-1/d_o=1/0{,}05-1/2=20-0{,}5=19{,}5\) ⇒ \(d_i\approx0{,}05128\) m (51,28 mm).
Se o objeto passar para \(d_o=2{,}2\) m:
\(1/d_i=20-1/2{,}2=20-0{,}454545=19{,}545455\) ⇒ \(d_i\approx0{,}05117\) m (51,17 mm).
A mudança em \(d_i\) (~0,11 mm) pode gerar desfoque se a profundidade de foco do sensor/retina for menor que esse valor, exigindo ajuste fino do foco.