透镜是具有曲面的透明物体。由于折射定律,光线在进出透镜时会弯曲。通过以特定方式弯曲透镜,可以根据特定要求弯曲光束。我们画光线图来说明光线通过透镜时是如何弯曲的。一旦我们画出光线图,我们就可以确定透镜是如何形成图像的。我们使用几个术语来描述图像的属性:
凹透镜和凸透镜的主要区别在于凹透镜的中心比边缘薄,而凸透镜的中心比边缘厚。
凹透镜是中心比边缘薄的透镜,即它向内“凹陷”。平行光线入射到凹透镜上的光线图如下所示:
A ray diagram of a concave lens
在这里,光线从左边进入镜头。当他们穿过镜头时,他们会分开。因此,凹透镜也称为发散透镜。他们的焦点是虚拟的。凹透镜形成的图像总是虚拟的、缩小的和垂直的:
Wherever an object is placed in front of a concave lens, it forms a virtual, diminished and upright image.
凸透镜是中心比边缘厚的透镜,即向外凸出。平行光线入射到凹透镜上的光线图如下所示:
A ray diagram of a convex lens
穿过凸透镜的光线会聚。因此,凸透镜也称为会聚透镜。如果物体被放置在凸透镜前面,形成的图像的性质取决于物体被放置的位置。
如果物体放在镜头前面的距离小于其焦距,则形成的图像是垂直的、放大的和虚拟的。这就是通过放大镜形成图像的方式:
An object placed close to a concave lens produces a magnified, upright and virtual image.
如果一个物体被放置在一个大于焦距的距离上,就会产生一个真实的、虚拟的和反转的图像。
An object placed far away from a concave lens produces a diminished, inverted and real image.
透镜可以用许多不同的方式构造。曲面的曲率通常是通过将曲面打磨成光滑的曲线形状来实现的。上图中的透镜两边都是等边弯曲的。根据需要,镜片也可以做成其他形状。下图显示了其中一些形状及其名称:
Lenses come in many shapes
我们可以用凸透镜和凹透镜进行有趣的组合来**光学仪器,如望远镜和显微镜。
凹透镜的中心较薄。
凹透镜的中心较厚。
凹透镜使通过它们的平行光线发散。
凸透镜使通过它们的平行光线会聚在一起。
凹透镜总是产生虚拟的、缩小的和直立的图像,不管物体放在哪里。
凸透镜形成的图像的性质取决于物体放置的位置。
Image Courtesy
“A negative lens” by DrBob at English Wikipedia (Transferred from en.********* to Comm***.) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Comm***
“发散透镜原理”作者:w:en:DrBob(w:en:F)ile:Lens4.svg)[CC BY-SA 3.0],通过Wikimedia Comm***
“正面镜头”作者:en.*********(SVG版本)image:lens1.png by DrBob)[CC BY-SA 3.0],通过Wikimedia Comm***
“image:lens3b.png“由DrBob(自己的作品)[CC by-SA 3.0],通过Wikimedia Comm***
“凸透镜提供的想象原理”作者:w:en:Bob博士(w:en:F)ile:Lens3.svg)[GFDLv1.2],通过Wikimedia Comm***
ElfQrin(自己的作品)[CC by-SA 3.0],通过Wikimedia Comm***发布的“镜头类型(英文文本标签)”
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