如何認(rèn)識(shí)凸透鏡

趙思記

凸透鏡就是中間厚邊緣薄的透鏡，透鏡的意思就是說光可以穿透鏡子，光線穿透鏡子發(fā)生兩次折射，而光線都有向厚端偏折的特點(diǎn)，所以凸透鏡就有了會(huì)聚性，也就是說平行于主光軸的入射光線經(jīng)凸透鏡兩次折射后會(huì)會(huì)聚到一點(diǎn)上，這個(gè)點(diǎn)就叫焦點(diǎn)，透鏡的中心叫光心，光心到焦點(diǎn)之間的距離就是焦距。

要區(qū)分開凸透鏡和凸面鏡，凸透鏡是光穿過鏡子發(fā)生兩次折射，而凸面鏡只能發(fā)生反射，只是反射面向外凸，這樣的話平行于主光軸入射的光線經(jīng)凸面鏡反射后就是發(fā)散射出，根據(jù)光路的可逆性，凸面鏡具有擴(kuò)大視野的作用，所以汽車的觀后鏡就是凸面鏡，還有道路拐彎處警示車輛注意行人安全的鏡子也是凸面鏡。

凸透鏡用處廣泛，例如照相機(jī)的鏡頭，投影儀的鏡頭還有放大鏡都是凸透鏡。照相機(jī)的成像特點(diǎn)是物距比像距大，成倒立縮小的實(shí)像，我們用手機(jī)拍攝的看上去正立的像其實(shí)是通過光電轉(zhuǎn)換造成的，像與物分居透鏡兩側(cè)，投影儀的成像特點(diǎn)是像距比物距大，成倒立放大的實(shí)像，像與物在凸透鏡兩側(cè)，而放大鏡成正立放大虛像，物距很小，像與物在透鏡同側(cè)。

其實(shí)這些現(xiàn)象是有規(guī)律的，這個(gè)規(guī)律就是凸透鏡成像規(guī)律，如果物體放在兩倍焦距之外的位置，則成的像在一倍焦距和二倍焦距之間，成倒立縮小的實(shí)像，這就是照相機(jī)的原理，如果物體放在一倍焦距與二倍焦距之間，則成的像在兩倍焦距之外，成倒立放大的實(shí)像，這就是投影儀的原理，如果物體放在兩倍焦點(diǎn)上則成的像也在兩倍焦點(diǎn)上，成倒立等大的實(shí)像，如果物體放在一倍焦距上，則不成像，只是成一個(gè)和透鏡等大的一個(gè)光斑，如果物體放在一倍焦距以內(nèi)，則成正立放大虛像，這就是放大鏡的原理，并且物距很小。

生活中老人戴的老花眼鏡就是凸透鏡，它可以矯正遠(yuǎn)視眼，因?yàn)槔先说难劬Φ木铙w變薄了，焦距變大了，對(duì)光的偏折能力弱了，所以應(yīng)該成在視網(wǎng)膜上的物體的像卻理論上成在視網(wǎng)膜后面，老人看正常眼看到的物體卻顯模糊不清，而凸透鏡的會(huì)聚性恰恰能解決這一問題。

當(dāng)然還要和凹透鏡區(qū)分開來，凹透鏡是中間薄邊緣厚的透鏡，它對(duì)光線有發(fā)散作用，近視眼是眼睛的晶狀體變厚了，焦距變小了，對(duì)光的徧折能力變強(qiáng)了，本來應(yīng)該成在視？膜上的像成在了視網(wǎng)膜之前，而凹面鏡的發(fā)散性恰恰解決了這個(gè)問題。凸透鏡還應(yīng)用在制作顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡上，當(dāng)然要取兩個(gè)焦距不同的凸透鏡，放在硬紙筒的兩端上就制成了顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡，如果用焦距小的凸透鏡當(dāng)物鏡，那就是顯微鏡，如果用焦距大的凸透鏡做物鏡，那就變成了望遠(yuǎn)鏡了。

同學(xué)們，認(rèn)識(shí)凸透鏡了嗎？是不是很美妙呢？

（作者單位：山東省高密市中小學(xué)生綜合實(shí)踐基地）