薄透镜公式
只要符号约定前后一致,这一个式子就能同时处理会聚透镜、发散透镜、实像和虚像。
光学 · 光线追踪
三条主光线怎样共同决定一个像的位置和大小? 平行于光轴的光线折射后穿过焦点,过光心的光线直走不偏,过近侧焦点的光线出来后平行于光轴。三条线在哪里相交,或者反向延长后在哪里相交,像就在哪里;它们围出的相似三角形给出像的大小。
透明的三维透镜随焦距正负切换:焦距为正是凸透镜,为负是凹透镜。三条主光线在空间中穿过透镜折射,找出像的位置。拖动物体箭头或改变焦距,实像、虚像和放大率都会实时更新。
物理教程
背景真实透镜要折射无数条光线。薄透镜近似把折射集中到一个平面上,用一个焦距概括镜面曲率和折射率的作用。
为什么值得理解分析相机、眼睛、显微镜和望远镜,第一步都是算像距和放大率,判断像是实是虚。
先抓重点
只要符号约定前后一致,这一个式子就能同时处理会聚透镜、发散透镜、实像和虚像。
绝对值给尺寸比例,符号区分正立和倒立。
容易误解虚像只是画图辅助,无法被人眼看见。
正确理解虚像投不到屏幕上,但眼睛或另一块透镜能接收它,因为出射光线看起来就是从那个位置发出的。
容易误解物体只发出图中画出的三条光线。
正确理解这三条只是方便找像的代表;所有近轴光线都遵守同一个成像关系。
把物体放到 2F 以外。
你会看到: 光线在透镜另一侧会聚,成倒立、缩小的像。慢慢把物体移到 F 以内。
你会看到: 像距先趋于无穷大,再变号;像变成正立的虚像。把焦距调成负值。
你会看到: 出射光散开;把它们反向延长,交点处是一个缩小的虚像。继续探索
让物体越过焦点,哪些光线仍能确定像的位置?