薄透镜成像台

动手实验

1. 01

   先看一个清晰的像

   保持默认预设“投影：放大倒立”。

   你会看到： 屏上的 F 清晰、倒立、两倍大，高 20 mm。像距 300 mm，放大率 −2。
2. 02

   拖动靶

   沿光具座把发光的 F 拖远，再拖回来。

   你会看到： 靶拖远，清晰的像就向透镜靠近、变小，屏上随之变模糊。场景里紫色的虚影标出像现在在哪；把屏幕挪过去，又清楚了。
3. 03

   放到两倍焦距

   载入“两倍焦距：等大”。

   你会看到： F 在 200 mm 处，像也在 200 mm 处，等大、倒立：放大率 −1。
4. 04

   做一台相机

   载入“相机：远处的靶，小像”。

   你会看到： F 在 500 mm 外，像在 125 mm 处，刚过焦点，只有四分之一大。远处的物体，像都落在离透镜约一倍焦距的地方。
5. 05

   当放大镜用

   载入“放大镜：正立虚像”。

   你会看到： F 在 60 mm 处，进了焦距以内，光线穿过透镜后仍在散开。像是虚像，在靶这一侧 150 mm 处，正立、放大 2.5 倍。屏上只有模糊的光斑，模糊宽度随屏幕距离变化的曲线始终降不到零。
6. 06

   换成凹透镜

   载入“凹透镜：总是缩小的虚像”。

   你会看到： 焦距 −100 mm 的透镜不论靶在哪里都让光散开。像是正立的虚像，0.4 倍大，在透镜前 60 mm。
7. 07

   收小光阑

   载入“小光阑：不调焦也清楚”，再把光阑开回 25 mm。

   你会看到： 屏幕在清晰的像后面 60 mm。光阑 3 mm 时光斑只有 0.6 mm，F 还认得出；开到 25 mm，光斑变成 5 mm。小光阑放过的光只有全开时的 1.4 %。