凸透镜

凸透镜是一种常见的透镜，中间厚、边缘薄，至少有一个表面制成球面，或两个表面都制成球面。

外型

1. 中間厚邊緣薄，因此能夠匯聚光線
2. 成像會因位置不同，而有不同的像
3. 分為雙凸、平凸及凹凸透鏡三種

基本概念

凸透镜的成像原理

1. 主轴：通过凸透镜两个球面球心C1、C2的直线叫凸透镜的主轴。
2. 光心：凸透镜的中心O点是透镜的光心。
3. 焦点：平行于主轴的光线经过凸透镜后会聚于主光轴上一点F，这一点是凸透镜的焦点。
4. 焦距：焦点F到凸透镜光心O的距离叫焦距，用f表示。
5. 物距：物体到凸透镜光心的距离称物距，用u表示。
6. 像距：物体经凸透镜所成的像到凸透镜光心的距离称像距，用v表示。

成像特点

凸透镜被用来聚合光线

物距	像距	大小	成像性質	应用
∞	F	缩小	倒立实像	测焦距
2F之外	F<v<2F	缩小	倒立实像	照相机
2F	2F	相等大小	倒立实像	粗测焦距
F與2F之間	>2F	放大	倒立实像	幻灯机
F	∞ (不能成像)	放大	N/A	手电筒
焦點之內	鏡前	放大	正立虚像	放大镜

• 物像移动方向总是与物体移动方向相同。
• 物体移动的速度与物像移动速度的关系：
  • 当 u>2f 时，物体移动速度大于物像移动速度；
  • 当 u=2f 时，物体移动速度等于物像移动速度；
  • 当 f<u<2f 时，物体移动速度小于物像移动速度；
  • 当 u<f 时，物体移动速度小于物像移动速度。
• 物体与物像的距离关系：
  • 当 u>f 时，物体与物像的距离的最小值为 4f ，在 u=2f 时出现。
• 成像公式：${\frac {1}{u}}+{\frac {1}{v}}={\frac {1}{f}}$

应用

• 放大鏡
• 幻灯机
• 照相机
• 显微镜
• 望远镜
• 眼鏡

參見

• 凹透鏡
• 薄透鏡