凹面的(concave)和凸透鏡(convex lens)的區別

透鏡是具有曲面的透明物體。由於折射定律,光線在進出透鏡時會彎曲。透過以特定方式彎曲透鏡,可以根據特定要求彎曲光束。我們畫光線圖來說明光線透過透鏡時是如何彎曲的。一旦我們畫出光線圖,我們就可以確定透鏡是如何形成影象的。我們使用幾個術語來描述影象的屬性:...

主要區別-凹透鏡與凸透鏡

透鏡是具有曲面的透明物體。由於折射定律,光線在進出透鏡時會彎曲。透過以特定方式彎曲透鏡,可以根據特定要求彎曲光束。我們畫光線圖來說明光線透過透鏡時是如何彎曲的。一旦我們畫出光線圖,我們就可以確定透鏡是如何形成影象的。我們使用幾個術語來描述影象的屬性:

  1. 如果產生的影象是倒置的,則為倒置;如果影象是“正上方”,則為豎直。
  2. 如果影象可以投射到螢幕上,則為真實;如果不能,則為虛擬(我們的眼睛仍然可以看到虛擬影象,因為眼睛的晶狀體在視網膜上形成了真實的影象)。
  3. 如果影象小於物件,則縮小;如果影象大於物件,則放大。

凹透鏡和凸透鏡的主要區別在於凹透鏡的中心比邊緣薄,而凸透鏡的中心比邊緣厚。

什麼是凹透鏡(a concave lens)?

凹透鏡是中心比邊緣薄的透鏡,即它向內“凹陷”。平行光線入射到凹透鏡上的光線圖如下所示:

Difference Between Concave and Convex Lens - Concave_Ray_Diagram

A ray diagram of a concave lens

在這裡,光線從左邊進入鏡頭。當他們穿過鏡頭時,他們會分開。因此,凹透鏡也稱為發散透鏡。他們的焦點是虛擬的。凹透鏡形成的影象總是虛擬的、縮小的和垂直的:

Difference Between Concave and Convex Lens - Concave_Ray_Diagram_with_object

Wherever an object is placed in front of a concave lens, it forms a virtual, diminished and upright image.

什麼是凸透鏡(a convex lens)?

凸透鏡是中心比邊緣厚的透鏡,即向外凸出。平行光線入射到凹透鏡上的光線圖如下所示:

Difference Between Concave and Convex Lens - Convex_Ray_Diagram

A ray diagram of a convex lens

穿過凸透鏡的光線會聚。因此,凸透鏡也稱為會聚透鏡。如果物體被放置在凸透鏡前面,形成的影象的性質取決於物體被放置的位置。

如果物體放在鏡頭前面的距離小於其焦距,則形成的影象是垂直的、放大的和虛擬的。這就是透過放大鏡形成影象的方式:

Difference Between Concave and Convex Lens - convex_Ray_Diagram_with_object_within_focal_length

An object placed close to a concave lens produces a magnified, upright and virtual image.

如果一個物體被放置在一個大於焦距的距離上,就會產生一個真實的、虛擬的和反轉的影象。

Difference Between Concave and Convex Lens - convex_Ray_Diagram_with_object_beyond_focal_length

An object placed far away from a concave lens produces a diminished, inverted and real image.

透鏡可以用許多不同的方式構造。曲面的曲率通常是透過將曲面打磨成光滑的曲線形狀來實現的。上圖中的透鏡兩邊都是等邊彎曲的。根據需要,鏡片也可以做成其他形狀。下圖顯示了其中一些形狀及其名稱:

Difference Between Concave and Convex Lens - Many_types_of_lenses

Lenses come in many shapes

我們可以用凸透鏡和凹透鏡進行有趣的組合來**光學儀器,如望遠鏡和顯微鏡。

凹面的(concave)和凸透鏡(convex lens)的區別

形狀

凹透鏡的中心較薄。

凹透鏡的中心較厚。

對平行光線的影響

凹透鏡使透過它們的平行光線發散。

凸透鏡使透過它們的平行光線會聚在一起。

影象形成

凹透鏡總是產生虛擬的、縮小的和直立的影象,不管物體放在哪裡。

凸透鏡形成的影象的性質取決於物體放置的位置。

 

Image Courtesy

“A negative lens” by DrBob at English Wikipedia (Transferred from en.********* to Comm***.) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Comm***

“發散透鏡原理”作者:w:en:DrBob(w:en:F)ile:Lens4.svg)[CC BY-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***

“正面鏡頭”作者:en.*********(SVG版本)image:lens1.png by DrBob)[CC BY-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***

“image:lens3b.png“由DrBob(自己的作品)[CC by-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***

“凸透鏡提供的想象原理”作者:w:en:Bob博士(w:en:F)ile:Lens3.svg)[GFDLv1.2],透過Wikimedia Comm***

ElfQrin(自己的作品)[CC by-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***釋出的“鏡頭型別(英文文字標簽)”

  • 發表於 2021-06-27 06:35
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