凹透镜

更新时间:2024-03-08 19:25

凹透镜也称为负球透镜,镜片的中间薄,边缘厚,呈凹形,所以叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用。近视眼镜是凹透镜。

简介

平行光线通过凹球面透镜发生偏折后,光线发散,成为发散光线,不可能形成实性焦点,沿着散开光线的反向延长线,在投射光线的同一侧交于F点,形成的是一虚焦点。(凹透镜有两个虚焦点)

原理

凹透镜成像的几何作图与凸透镜者原则相同。从物体的顶端亦作为两条直线:一条平行于主光轴,经过凹透镜后偏折为发散光线,将此折射光线相反方向返回至主焦点;另一条通过透镜的光学中心点,这两条直线相交于一点,此为物体的像。

成像

经凹透镜成正立缩小虚像,物与像在透镜同一侧。 1/u(物距)+1/v(像距)=1/f(透镜焦距)透镜成像公式(关于符号的正负:物距u取正值,ν和f取负值。)

当物体为实物时,成正立、缩小的虚像,像和物在透镜的同侧;当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距(指绝对值u

当物体为虚物,凹透镜到虚物的距离为一倍焦距以外两倍焦距以内(均指绝对值f2f )时,成倒立、缩小的虚像,像与物在透镜的异侧。

厚的弯月形情况会更复杂。当厚度足够大时相当于伽利略望远镜,厚度更大时还会相当于正透镜

用途

分为双凹、平凹及凸凹透镜三种。其两面曲率中心之连线称为主轴,其中央之点O称为光心。通过光心的光线,无论来自何方均不折射。平行主轴之光束,照于凹透镜上折射后向四方发散,逆其发散方向的延长线,则均会于与光源同侧之一点F,其折射光线恰如从F点发出,此点称为虚焦点。在透镜两侧各有一个。凹透镜又称为发散透镜。凹透镜的焦距,是指由焦点到透镜中心的距离。透镜的半径越大其焦距越长,如为薄透镜,则其两侧之焦距相等。

两侧面均为球面或一侧是球面另一侧是平面的透明体,中间部分较薄,称为凹透镜。在疏介质中使用时,能对入射光束起发散作用,故又称发散透镜。又因其焦距为负,又称负透镜。对薄的凹透镜,成像公式、横向放大率公式和符号法则均与凸透镜同。

凹透镜所成的像总是小于物体的、直立的虚像,凹透镜主要用于矫正近视眼。近视眼主要是由于晶状体的变形,导致光线过早的集合在了视网膜的前面。凹透镜则起到了发散光线的作用,凹透镜成一个正立、缩小的虚像,使像距变长,恰好落在视网膜上了。

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