凸透鏡成像

涂維聖1998/6/1

【凸透鏡的實像】

一、光的折射(複習)

  1. 光是直進的。
  2. 當光由一介質進入另一介質時,方向即可能發生偏折,稱為光的折射。
  3. 光通過透鏡,則光由空氣→玻璃→空氣,光路發生兩次折射。

二、光源(請參考下圖)

  1. 光源所發出的光是向四面八方以輻射狀射出的。
  2. 射出的無數光線中,部份射至透鏡的光線即發生折射現象,而沒有射至透鏡的光線則維持原方向不變。

三、特殊的三條光線(請參考上圖)

  1. 射至凸透鏡的光線有無數多條。
  2. 你能看出其中較特殊的三條光線嗎(黑色的三條),由上而下依序為
    (1)平行主軸的光偏折後射向對方焦點。
    (2)射向鏡心的光維持原方向不變。
    (3)射向己方焦點的光偏折後平行主軸。
  3. 射至凸透鏡的所有光線經過這巧妙的折射,皆會聚於同一點!
    →凸透鏡將光會聚在同一點上
    →聚光→聚成一實際的亮點
    →實際存在的像→實像
  4. 我們稱蠟蠋上的光經透鏡折射後"成像"於凸透鏡的另一邊。

四、點→面→立體(請參考下圖)

  1. 蠟蠋是由無數的點所構成。
  2. 如上第三點所言,蠟蠋上的所有點皆可由作圖法得知其成像於何處。
  3. 無數經折射成像的點則拼成一蠟蠋的像。
  4. 但由於除火焰外,蠟蠋本身無法發光,僅反射光線,故像不明顯,通常只見火焰部份的像。

五、動手做做看

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師大物理系黃福坤教授之作 (內含凸,凹透鏡及面鏡的成像)

design by Sergey Kiselev and Tanya Yanovsky-Kiselev(凸透鏡)

design by Sergey Kiselev and Tanya Yanovsky-Kiselev(凹透鏡)