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          透鏡的原理及其發(fā)展歷史

          閱讀:24發(fā)布時間:2024-4-1

          透鏡是根據(jù)光的折射規(guī)律制成的。是由透明物質(zhì)(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。透鏡所成的像有實像也有虛像。透鏡可廣泛應用于安防、車載、數(shù)碼相機、激光、光學儀器等各個領域,隨著市場不斷的發(fā)展,透鏡技術也越來越應用廣泛。

          透鏡的成像原理
          如果一個透明物體的兩個界面都是球面,或者一個界面是球面,另一個界面是平面,則稱此物體為透鏡。ZY部分比邊緣厚的透鏡叫凸透鏡,從它們的截面形狀來分,有雙凸、平凸、凹凸三種。ZY部分比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡,從它的截面形狀不同,可以分為雙凹、平凹和凸凹三種。通過透鏡兩個球面曲率ZX的直線叫做透鏡的主光軸或主軸。主軸上有一個特殊點,通過它的光線傳播方向不變,這個點叫做透鏡的光心,用字母“O”表示。凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這一點叫做焦點。凸透鏡的兩側(cè)各有一個焦點,且相對于光心對稱,焦點用字母“F”表示。焦點到凸透鏡光心的距離叫做焦距,用字母“f”表示。由于凸透鏡具有會聚光線的作用,所以也叫會聚透鏡。射向凹透鏡的光,經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散,由于凹透鏡具有發(fā)散光線的作用,所以也叫發(fā)散透鏡。物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距時,成倒立、縮小的實像;物體到凸透鏡的距離在2倍焦距和焦距之間時,成倒立、放大的實像;物體到凸透鏡的距離小于焦距時,成正立、放大的虛像。透鏡的發(fā)展歷史早在我國西漢時期(公元前206~公元25《淮南萬畢術》中就有關于冰透鏡的記載:“削冰令圓,舉以向日,以艾承其影,則生火。”即我們今天所說的削冰取火。據(jù)說在尼羅河美索不達米亞文明時代,祭司在舉行宗教儀式時能夠“引天火下凡”,祭司所用的道具就是一個簡單的凸透鏡,利用凸透鏡對光線有會聚作用這一特點把易燃物點燃。在大英博物館的埃及館里存放兩塊放大鏡,是在塔尼斯(Tanis)發(fā)現(xiàn)的,確定日期是公元150年。
          由此可見,早在古時候人們就已經(jīng)知道了透鏡具有聚焦和放大作用。阿爾哈金(Alhazen,965~1038)研究過球面鏡和拋物面鏡,首先發(fā)明了凸透鏡并描繪了人眼的構造。


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