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凸凹透鏡

鎖定
凸凹透鏡又稱弦月凹透鏡、弦月散開鏡片、周視凹鏡片。具有兩個曲率半徑而前曲面的曲率半徑大於後曲面的曲率半徑的透鏡。
凸凹透鏡中央部分較厚的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸(或正彎月形)等形式。薄凸透鏡有會聚作用故又稱聚光透鏡,較厚的凸透鏡則有望遠、發散或會聚等作用,這與透鏡的厚度有關。
中文名
凸凹透鏡
外文名
convex concave lens
別    名
弦月凹透鏡
別    名
弦月散開鏡片
性    質
透鏡
提出者
瓦爾德馬爾·琴生
原    理
光的折射反射

凸凹透鏡凸透鏡

凸凹透鏡原理

將平行光線(如陽光)平行於軸(凸透鏡兩個球面的球心的連線稱為此透鏡的主光軸)射入凸透鏡,光在透鏡的兩面經過兩次折射後,集中在軸上的一點,此點叫做凸透鏡的焦點(記號為F),凸透鏡在鏡的兩側各有一焦點,如為薄透鏡時,此兩焦點至透鏡中心的距離大致相等。凸透鏡之焦距是指焦點到透鏡中心的距離,通常以f表示。凸透鏡球面半徑越小,焦距越短。凸透鏡可用於放大鏡、老花眼及遠視的人戴的眼鏡、顯微鏡、望遠鏡的透鏡等。焦距越大,凸面鏡的表面越凸,聚光功能越好。
兩側面均為球面或一側是球面另一側是平面的透明體,中間部分較薄,稱為凹透鏡。分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。其兩面曲率中心之連線稱為主軸,其中央之點O稱為光心。通過光心的光線,無論來自何方均不折射。平行主軸之光束,照於凹透鏡上折射後向四方發散,逆其發散方向的延長線,則均會於與光源同側之一點F,其折射光線恰如從F點發出,此點稱為虛焦點。在透鏡兩側各有一個。凹透鏡又稱為發散透鏡。凹透鏡的焦距,是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的球面曲率半徑越大其焦距越長,如為薄透鏡,則其兩側之焦距相等。 [1] 

凸凹透鏡效果

如果你在相機的英文規格書上看過“f =”,那麼後面接的數碼通常就是它的焦長,即焦距長度。如:“f=8-24mm,38-115mm(35mm equivalent)”,就是指這台相機的焦距長度為8-24mm,同時對角線的視角換算後相當於傳統35mm相機的38-115mm焦長。一般而言,35mm相機的標準鏡頭焦長約是28-70mm,因此如果焦長高於70mm就代表支持望遠效果,若是低於28mm就表示有廣角拍攝能力。 “可對焦範圍”則是焦長的延伸,通常分為一般拍攝距離與近拍距離,相機的一般拍攝距離通常都標示為“從某公分到無限遠”,而進階級設計的產品則往往還會提供近距離拍攝功能(macro),以彌補一般拍攝模式下無法對焦的問題。有些相機就非常強調具有支持1釐米近拍的神奇能力,適合用來拍攝精細的物體。 相機的鏡頭是一組透鏡,當平行於主光軸光線穿過透鏡時,會會聚到一點上,這個點叫做焦點,焦點到透鏡中心的距離,就稱為焦距。焦距固定的鏡頭,即定焦鏡頭;焦距可以調節變化的鏡頭,就是變焦鏡頭。(當一束平行光以與凸透鏡的主軸穿過凸透鏡時,在凸透鏡的另一側會被凸透鏡匯聚成一點,這一點叫做焦點,焦點到凸透鏡光心的距離就叫這個凸透鏡的焦距。一個凸透鏡的兩側各有一個焦點。) 光心:可以把凸透鏡的中心近似看作是光心。  我們用的照相機的鏡頭就相當於一個凸透鏡,膠片(或是數碼相機的感光器件)就處在這個凸透鏡的焦點附近,或者説,膠片與凸透鏡光心的距離大至約等於這個凸透鏡的焦距。

凸凹透鏡焦距

凸凹透鏡凸透鏡能成像

,一般用凸透鏡做照相機的鏡頭時,它成的最清晰的像一般不會正好落在焦點上,或者説,最清晰的像到光心的距離(像距)一般不等於焦距,而是略大於焦距。具體的距離與被照的物體與鏡頭的距離(物距)有關,物距越大,像距越小,(但實際上總是大於焦距)。  由於我們照相時,被照的物體與相機(鏡頭)的距離不總是相同的,比如給人照相,有時,想照全身的,離得就遠,照半身的,離得就近。也就是説,像距不總是固定的,這樣,要想照得到清晰的像,就必須隨着物距的不同而改變膠片到鏡頭光心的距離,這個改變的過程就是我們平常説的“調焦”。

凸凹透鏡凸凹透鏡區別

一、結構不同
凸透鏡是由兩面磨成球面的透明鏡體組成;
凹面鏡是由一面是凹面而另一面不透明的鏡體組成
二、成像性質不同
凸透鏡是折射成像 成的像可以是 正、倒;虛、實;放、縮。起聚光作用
凹面鏡是反射成像 能成倒立的縮小或放大的實像,也可以成正立放大的虛像。起散光作用透鏡(包括凸透鏡)是使光線透過,使用光線折後成像的儀器,光線遵守折射定律面鏡(包括凸面鏡)不是使光線透過,而是反射回去成像的儀器,光線遵守反射定律
凸透鏡與凹透鏡的區別
凸透鏡可以成倒立放大、等大、縮小的實像或正立放大的虛像。可把平行光會聚於焦點,也可把焦點發出的光線折射成平行光。凹面鏡只能成正立放大的虛像,主要用發散光線。
與凹透鏡的區別
一、對光的作用不同
凸透鏡主要對光線起會聚作用
凹透鏡主要對光線起發散作用
二、成像不同
凸透鏡能成正立放大虛像、倒立放大實像、倒立等大實像、倒立縮小實像;
凹透鏡只能成正立縮小虛像
三、焦點不同
凸透鏡有實焦點,有2個焦點
凹透鏡有虛焦點
四、用途不同
凸透鏡用於遠視眼鏡
凹透鏡用於近視眼鏡

凸凹透鏡用途

凹透鏡
分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。其兩面曲率中心之連線稱為主軸,其中央之點O稱為光心。通過光心的光線,無論來自何方均不折射。平行主軸之光束,照於凹透鏡上折射後向四方發散,逆其發散方向的延長線,則均會於與光源同側之一點F,其折射光線恰如從F點發出,此點稱為虛焦點。在透鏡兩側各有一個。凹透鏡又稱為發散透鏡。凹透鏡的焦距,是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的半徑越大其焦距越長,如為薄透鏡,則其兩側之焦距相等。
兩側面均為球面或一側是球面另一側是平面的透明體,中間部分較薄,稱為凹透鏡。在光疏介質中使用時,能對入射光束起發散作用,故又稱發散透鏡。又因其焦距為負,又稱負透鏡。對薄的凹透鏡,成像公式、橫向放大率公式和符號法則均與凸透鏡同。
凹透鏡所成的像總是小於物體的、直立的虛像,凹透鏡主要用於矯正近視眼。近視眼主要是由於晶狀體的變形,導致光線過早的集合在了視網膜的前面。凹透鏡則起到了發散光線的作用,凹透鏡成一個正立、縮小的虛像,,使像距變長,恰好落在視網膜上了。 [2] 

凸凹透鏡成像原理

凸凹透鏡凸透鏡

物體放在焦點之外,在凸透鏡另一側成倒立的實像,實像有縮小、等大、放大三種。物距越小,像距越大,實像越大。物體放在焦點之內,在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越大,像距越大,虛像越大。在焦點上時不會成像。 在2倍焦距上時會成等大倒立的實像。

凸凹透鏡凹透鏡

凸透鏡 凸透鏡
凹透鏡成像的幾何作圖與凸透鏡者原則相同。從物體的頂端亦作為兩條直線:一條平行於主光軸,經過凹透鏡後偏折為發散光線,將此折射光線相反方向返回至主焦點;另一條通過透鏡的光學中心點,這兩條直線相交於一點,此為物體的像。 [3] 
參考資料
  • 1.    李超,魏傑. 測定薄凸凹透鏡折射率和曲率半徑的簡單方法[J]. 淮北煤師院學報(自然科學版),2001,(03):83-85. [2017-09-23].
  • 2.    P.S.基爾迪爾,項東. 凹凸透鏡校正的波紋喇叭—卡塞格倫天線的一種緊縮饋源[J]. 國外艦船技術.雷達與對抗,1985,(11):19-24. [2017-09-23]. DOI:10.19341/j.cnki.issn.1009-0401.1985.11.004
  • 3.    戎瑞. 深基非球面凹凸透鏡製造方法 封三、封四説明[J]. 激光與紅外,1978,(04):80+82+81. [2017-09-23].