凹凸透鏡

凹凸透鏡

是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。

基本介紹

  • 中文名:凹凸透鏡
  • 外文名:Concave convex lens
  • 別稱:放大鏡
  • 提出者:翰·盧德維格·威廉·瓦爾德馬爾·琴生
  • 套用學科:折射反射
  • 適用領域範圍:透鏡
  • 含義:球心的連線稱為此透鏡的主光軸
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凸透鏡

原理

凹凸透鏡
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。

效果

如果你在相機的英文規格書上看過“f =”,那么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厘米近拍的神奇能力,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(或是數位相機的感光器件)就處在這個凸透鏡的焦點附近,或者說,膠片與凸透鏡光心的距離大至約等於這個凸透鏡的焦距。

焦距

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,或者說,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。也就是說,像距不總是固定的,這樣,要想照得到清晰的像,就必須隨著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說的“調焦”。

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

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。

成像原理

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。

凹透鏡

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。
凸透鏡凸透鏡

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