一、透 镜

在初中我们已经学过，两个侧面都磨成球面（或者一面是球面，另一面是平面）的透明体叫做透镜。透镜通常是用玻璃磨成的，它是光学仪器 中经常使用的基本元件。

透镜可以分为凸透镜和凹透镜两类，中间厚、边缘薄的叫凸透镜（图2－1 甲）；中间薄、边缘厚的叫凹透镜（图 2－1 乙）。凸透镜对光线有会聚作用，因此也叫会聚透镜；凹透镜对光线有发散作用，因此也叫发散透镜。

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凸透镜为什么能使光线会聚，凹透镜为什么能使光线发散呢？其原理可以用棱镜对光线的偏折作用来说明。如图 2－2 所示，透镜可以被看作是由许多个小三棱镜组成的，由光线经过棱镜后向底面偏折的知识可知，凸透镜使光线会聚，凹透镜使光线发散。

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主轴和光心 透镜的两个球面都有自己的球心，如图 2－3 中的 C1、C2 所示。我们把通过两球心 C1、C2 的直线，叫做透镜的主光轴，简称主轴。

通常把厚度比球面的半径小得多的透镜，叫做簿透镜。我们在后面讨论的都是薄透镜。主轴跟透镜的两面各有一个交点，对于薄透镜来说，这两个交点可以看作是重合在一起的，这一点叫做透镜的光心，用 O 表示（图2－3）。光心比较特殊，不仅平行于主轴的光线通过它以后方向不变，与光轴成一定角度的光线通过它以后方向也不变。这是因为透镜的中部可以看作是一小块平行玻璃板（图 2－4），与光轴成一定角度的光线通过这一小块平行玻璃板后，虽然与入射光线不在一条直线上，但与入射光线平行， 产生一点侧向位移。对于薄透镜来说，这个侧向位移很小，可以忽略不计。因此，通过薄透镜光心的光线，传播方向不发生改变。这是光心的重要性质。

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焦点和焦距 平行于主轴的光线，通过凸透镜后会聚于主轴上的一点

（图 2－5 甲 F′），这个点叫做凸透镜的焦点。平行于主轴的光线通过凹透镜后变得发散（图 2－5 乙），这些发散光线看起来好像是从它们的反向延长线的交点 F′发出来的，点 F′也在主轴上，叫做凹透镜的焦点。凸透镜的焦点是实焦点，凹透镜的焦点是虚焦点。

从透镜的焦点到光心的距离，叫做透镜的焦距，用 f 表示。透镜的两侧各有一个焦点，只要透镜两侧的介质相同，两个焦点对光心是对称的， 两个焦距相等。后面讨论的都是这种情况。

透镜成像规律 利用透镜可以使物体（发光体或被照明的物体）成像，这是透镜的一个重要应用。初中我们已经研究过凸透镜的成像规律， 请你复习一下初中做过的实验（图 2－6）和学过的知识，将下表填写完整。

改用凹透镜做类似于初中做过的凸透镜成像实验，看看会有什么样的结论。实验后你会发现，无论物体距透镜多远，都不能在屏上得到实像， 而只能通过透镜看到物体同侧有一个正立缩小的虚像。

所以，利用凸透镜既可以得到实像（u＞f 时），也可以得到虚像（u

＜f 时）；利用凹透镜只能得到虚像。实像总是倒立的，与物体分别位于透镜的两侧；虚像总是正立的，与物体位于透镜的同侧。凸透镜得到的虚像总是放大的，凹透镜得到的虚像总是缩小的。