透镜成像原理.docVIP

对于薄透镜，凸透镜和凹透镜的三条特殊光线是成像作图的基础，同时它们也确定了凸透镜和凹透镜成像时的物距、像距和焦距的关系【可几何证明之】。 在此，仅就薄透镜近轴光线作图时如何确定非特殊光线如何确定折射方向的方法做简单探讨。 根据：1、凸透镜和凹透镜的特殊光线中过透镜光心的光线经透镜后传播方向不改变； ????????? 2、物距、像距和焦距之间的关系：凸透镜：1/u＋1/v=1/f,凹透镜：1/u－1/v=1/f,； ????????? 3、透镜焦平面概念：过焦点垂直于主轴的平面，即：焦平面到透镜的距离等于透镜的焦距。 根据凸透镜：1/u＋1/v=1/f,凹透镜：1/u－1/v=1/f,；,可知当物距等于无穷大时，像距等于焦距【凹透镜中“－”表示像和入射光线在同侧】。 如何是物距等于无穷大呢？简言之就是物体在无穷远处。 这时候物体上一点发出的光达到透镜时有何特点呢？达到凸透镜时为平行光线，举个例子：比如：太阳本是比地球大很多的星体。但是它和我们实在是太远了，所以从太阳发出的光达到地球时我们就可以把它看作是平行光线。 综上：也既是从无穷远的物体成像的像距等于焦距，即成像在透镜焦平面上。 据此：我们就可以确定透镜的一般光线折射后的方向了。如图：我们可以认为入射光线和与之平行的过焦点的光线是从无穷远处同一点发出的，那么这个点经凸透镜成像后应该凸透镜另一侧的焦平面上。即：此入射光线和与入射光线平行的过光心光心将会聚到焦平面上一点。【前提是薄透镜和近轴光线】 如图：1.凸透镜： 2.凹透镜：注意凹透镜成像在凹透镜入射光线一侧。故折射光线的反向延长线与过光心的光线相交与入射光线一侧的焦平面上。 根据以上的方法可以比较容易的做出薄透镜的近轴入射光线的折射光线的方法。