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1、7 7 薄透镜薄透镜71 71 薄透镜的定义及分类薄透镜的定义及分类v中心厚度比边缘厚度大的透镜凸透镜中心厚度比边缘厚度大的透镜凸透镜v中心厚度比边缘厚度小的透镜凹透镜中心厚度比边缘厚度小的透镜凹透镜透镜透镜: :把玻璃等透明物质磨成薄片把玻璃等透明物质磨成薄片, ,使其两表面都为球面或有使其两表面都为球面或有一面为平面一面为平面, ,即为透镜。即为透镜。透镜分为了二类透镜分为了二类双凸双凸平凸平凸弯凸弯凸双凹双凹平凹平凹弯凹弯凹72 72 透镜的几个概念透镜的几个概念主轴：连接透镜两球面曲率中心的直线。主轴：连接透镜两球面曲率中心的直线。主截面：包含透镜主轴的任一平面。主截面：包含透镜主轴的
2、任一平面。孔径：垂直于主轴方向上的透镜直径孔径：垂直于主轴方向上的透镜直径。定义：若透镜的厚度定义：若透镜的厚度t t（透镜两球面顶点间的距离）与透镜球透镜两球面顶点间的距离）与透镜球面曲率半径面曲率半径r r 相比可忽略不计，则称为薄透镜。相比可忽略不计，则称为薄透镜。C1C2r1r2dP Pn1nn2 d -r2 r1 -s sO73 73 近轴条件下薄透镜的成象公式近轴条件下薄透镜的成象公式 P s 对透镜两面的折射分别应用近轴光线球面折射成象公式对透镜两面的折射分别应用近轴光线球面折射成象公式： 第一面第一面：第二面第二面：O 第一面第一面： 第二面第二面：因为因为 d ds s ，略
3、去略去d d 后两式相加得：后两式相加得： 即为即为薄透镜的成象公式薄透镜的成象公式。令令s =s =，得得 令令s s = =，得得将将f f、f f 的表达式代入薄透镜成象的表达式代入薄透镜成象公式，公式，经整理可得经整理可得证明高斯公式也适用于薄透镜成象证明高斯公式也适用于薄透镜成象。讨论：对于放在空气中的薄透镜，有讨论：对于放在空气中的薄透镜，有n1=n2=1结论：结论：当透镜材料折射率比周围介质折射率大时，当透镜材料折射率比周围介质折射率大时，凸透镜象凸透镜象 方焦距为正值，使光会聚；凹透镜象方焦距为负值，使光方焦距为正值，使光会聚；凹透镜象方焦距为负值，使光 发散。所以也发散。所以
4、也常称此种情况下的凸透镜为正透镜、会聚透常称此种情况下的凸透镜为正透镜、会聚透镜；镜； 凹透镜为负透镜、发散透镜；凹透镜为负透镜、发散透镜；当透镜材料折射率比周围当透镜材料折射率比周围介质折射率小时，情况正好相反，介质折射率小时，情况正好相反，凸透镜象焦距为负值，使光凸透镜象焦距为负值，使光发散；凹透镜象方焦距为正值，使光会聚。发散；凹透镜象方焦距为正值，使光会聚。 凸透镜：凸透镜：r r1 100，r r2 200，f f 0 0；凹透镜：凹透镜：r r1 100，r r2 200，f f 0 0。r r1 1r r2 274 74 薄透镜的作图求薄透镜的作图求像像法法焦平面的性质：物方焦平
5、面上一点发出的光通过透镜出射时必焦平面的性质：物方焦平面上一点发出的光通过透镜出射时必为平行光；平行光通过透镜后必会聚于为平行光；平行光通过透镜后必会聚于像像方焦平面上一点方焦平面上一点。除了用求像公式外，还可以用几何作图的方法求除了用求像公式外，还可以用几何作图的方法求像像。作图求。作图求像像法是利用透镜光心、焦点、焦平面的性质，由作图确定法是利用透镜光心、焦点、焦平面的性质，由作图确定像像的位置或光的传播方向。的位置或光的传播方向。光心的性质：通过透镜光心的光线传播方向不变。光心的性质：通过透镜光心的光线传播方向不变。焦点的性质：平行于主轴入射的光通过焦点的性质：平行于主轴入射的光通过像像
6、方焦点方焦点F F 出射；物方出射；物方焦点焦点F F发出的光必沿平行于主轴的方向出射。发出的光必沿平行于主轴的方向出射。1 1作图法求光的传播方向作图法求光的传播方向2 2见图见图3 32323。3 3（a a） 利用光心和物方焦平面性质作图利用光心和物方焦平面性质作图OPFOPFOPFOFP（b b） 利用光心和象方焦平面性质作图利用光心和象方焦平面性质作图主焦点发出的光平行于主轴；副焦点发出的光平行于副轴主焦点发出的光平行于主轴；副焦点发出的光平行于副轴2 2作图法求象点位置作图法求象点位置PFOP图图3 32424：凸透镜求象：凸透镜求象图图3 32525：凹透镜求象：凹透镜求象P FPOFPP本章作业：page46.471-3、1-7、1-10、1-15、1-17
