[科普中国]-会聚透镜

原理

会聚透镜拥有放大作用。会聚透镜二倍焦距分大小，一倍焦距分实虚正倒。

将平行光线（如阳光）平行于主光轴（会聚透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴）射入会聚透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做会聚透镜的焦点（记号为F，英文为：focal point），会聚透镜在镜的两侧各有一实焦点，如为薄透镜时，此两焦点至透镜中心的距离大致相等。会聚透镜之焦距是指焦点到透镜中心的距离，通常以f表示。会聚透镜球面半径越小，焦距（记号为：f，英文为：focal length）越短。会聚透镜可用于放大镜、老花眼及远视的人戴的眼镜、摄影机、电影放映机、幻灯机、显微镜、望远镜的透镜（lens）等。

主轴：通过会聚透镜两个球面球心C1、C2的直线叫会聚透镜的主光轴。光心：会聚透镜的中心O点是透镜的光心。 焦点：平行于主轴的光线经过会聚透镜后会聚于主光轴上一点F，这一点是会聚透镜的焦点。 焦距：焦点F到会聚透镜光心O的距离叫焦距，用f表示。物距：物体到会聚透镜光心的距离称物距，用u表示。像距：物体经会聚透镜所成的像到会聚透镜光心的距离称像距，用v表示。

其实会聚透镜和凹透镜都没有一定的焦点，只有平行于主光轴的且到主光轴距离相等的光线才会完全在主光轴上相交。我们之所以看到许多经过会聚透镜的平行于主光轴但到主光轴距离不相等的光线有一个“焦点”是因为该会聚透镜镜面的曲率半径较大，光线偏折程度的差异不明显。为了方便使用，我们把离主光轴的距离和会聚透镜顶部的距离相等的两条光线的交点作为会聚透镜的焦点。1

会聚透镜成像成像原理物体放在焦点之外，在会聚透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，实像越大。物体放在焦点之内，在会聚透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越大，像距越大，虚像越大。在焦点上时不会成像。 在2倍焦距上时会成等大倒立的实像。

在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏承接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。

平面镜、会聚面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和会聚透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和会聚透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。

那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个会聚透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定理。老花眼，即光线经过眼球前部的晶状体，未完全集合，像落在了视网膜的后面。则老花镜作为会聚透镜，先集合一次光线，使像恰好落在视网膜上，矫正了老花眼。

当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向会聚透镜的光经过会聚透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。2

(1)

二倍焦距以外，倒立缩小实像；二倍焦距等大小；

一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；一倍焦距不成像；

一倍焦距以内，正立放大虚像；

成实像物和像在会聚透镜异侧，成虚像在会聚透镜同侧。

(2)

一倍焦距分虚实

两倍焦距分大小

成像规律

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