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      光學透鏡的分類及工作原理有哪些?

      作者:時間:2019-08-29 15:29:34268 次瀏覽

      光學透鏡是根據光的折射規律制成的。透鏡是由透明物質(如玻璃、水晶等)制成的一種光學元件。透鏡是折射鏡,其折射面是兩個球面(球面一部分),或一個球面(球面一部分)一個平面的透明體。它所成的像有實像也有虛像。

      透鏡一般可以分為兩大類:凸透鏡和凹透鏡。中央部分比邊緣部分厚的叫凸透鏡,有雙凸、平凸、凹凸三種;中央部分比邊緣部分薄的叫凹透鏡,有雙凹、平凹、凸凹三種。 透鏡分類 凸透鏡具有會聚光線的作用,所以也叫“會聚透鏡”、“正透鏡”(可用于遠視與老花鏡)。此類透鏡可分為: 

       a. 雙凹透鏡——是兩面的透鏡;

      b.平凹透鏡——是一面凹、一面平的透鏡;

      c.凸凹透鏡——為一面凸、一面凹的透鏡。

      薄透鏡--為一種中央部分的厚度和其兩面的曲率半徑相比為很大的透鏡。初期,照相機只裝有一個凸透鏡的鏡頭,故稱為“單透鏡”。隨著科技日益發展,現代鏡頭均有若干不同形式和功能的凸凹透鏡組成一個會聚的透鏡,稱為“復式透鏡”。復式透鏡中之凹透鏡起校正各種象差的作用。 光學玻璃具有透明度高、純潔、無色、質地均勻,且有良好的折光能力,故為鏡頭生產的主要原料。

      由于化學成分和折射率不同光學玻璃有: 

       1. 火石玻璃--在玻璃成分中加入氧化鉛,以增加折射率(1.8804); 

       2.冕牌玻璃--在玻璃成分中加入氧化鈉和氧化鈣制成,以減低其折射率(鋇冕玻璃的折射率為1.7055); 

       3.鑭冕玻璃--為近年來所發現的品種,它具有折射率高,色散率低的優良特性,為創造大口徑的高級鏡頭提供了條件。 

       透鏡成像原理 用于燈具上之一種玻璃或塑料性組件可以變化光線之方向或是控制配光分布情形。 透鏡是組成顯微鏡光學系統的最基本的光學元件,物鏡、目鏡及聚光鏡等部件均由單個和多個透鏡組成。依其外形的不同,可分為凸透鏡(正透鏡)和凹透鏡(負透鏡)兩大類。 當一束平行于主光軸的光線通過凸透鏡后相交于一點,這個點稱“焦點”,通過焦點并垂直光軸的平面,稱“焦平面”。焦點有兩個,在物方空間的焦點,稱“物方焦點”,該處的焦平面,稱“物方焦平面”;反之,在像方空間的焦點,稱“像方焦點”,該處的焦平面,稱“像方焦平面”。 光線通過凹透鏡后,成正立虛像,而凸透鏡則成倒立實像。實像可在屏幕上顯現出來,而虛像不能。

       透鏡及凸透鏡的成像規律 

       1.透鏡用透鏡符號來表示(一條線段兩頭有兩個V形標志),畫出主光軸,標出光心、焦點來根據透鏡的三條特殊光線中的兩條折射光線(一般作過光心的光線和平行于主光軸的光線較好)的相交點,即可得到透鏡所成的像的特點(如虛實、大小、正倒等)。

       2.透鏡成像時,物體上每一點發出的照到透鏡上的所有光線都成像在同一個位置,擋住一部分,并不影響射向透鏡的其它光線的成像,所以仍然可以看到完整的像,但是由于射到像上的光線減少,所以屏上像的亮度會變暗。 

       3.凸透鏡成像規律: (1)凸透鏡成實像需要滿足的一個條件是(u>f) 。 (2)共軛成像指的是物距和像距的大小可以互換,兩種情況下分別成放大、縮小的倒立實像 。 

       4.透過凸透鏡看二倍焦距之外的鐘表,秒針的像仍然是順時針方向轉動,因為此時成倒立的實像,倒著看仍是正常的方向,所以仍然是順時針方向轉動。


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