【透镜成像作图】

各种透镜成像作图中，应注意，实际光线用实线画出，在每一条光线上还必须标明箭头，以示光的传播方向。其辅助线，引伸线通常不用实线而采用虚线，以免和实际光线混淆。最后，光线作图法的目的是确定像的位置、性质和大小，因此作图可在方格纸上完成，图中标明比例和所有已知量及待定量的数值。即称为按比例成像作图法。（1）凸透镜成像作图—

—这一作图主要是三条光线。如图 4—15 所示。其中 PF 为通过主焦点的入射线经透镜折射后平行于主轴。而 POP＇为通过光心的入射线不改变方向。由 P 点出发平行于主光轴的入射线折射后通过主焦点。此三条

■图 4—15

线必交于同一点 P＇，P＇便是 P 点的像。为了简便只要用其中的两条线便可确定像点的位置；（2）凹透镜成像作图的三条光线，如图 4—16 所示。平行于主轴的入射线，经透镜折射后的出射线的反向延长线通过和物同侧的虚主焦点。由 P 点射向透镜另一侧虚主焦点的入射线，折射后平行于主光轴。由 P 点射出通过光心的线不改变方向。其前两条线的反向延长线与第三条线均交于 P＇点。P＇点便是 P 点的虚像；（3）凸透镜的任意光线作图法。如果物点 P 在主轴上，则上述的三条光线便合为一条而无法作图， 此时像的位置可利用副光轴和焦平面的性质来确定。利用第一焦平面的作图方法，如图 4—17 所示。经 P 点作一条入射光线 PO，它沿着主轴方向穿过透镜方向不变；经 P 点作一条任意光线 PA，交透镜于 A 点并与第一焦平面交于 B 点；作副光轴 BO，过 A 点作和 BO 平行的线 AP＇，交主光轴的 P＇ 点，P＇便是 P 的像点。同理，也可用第二焦平面作图，其作法如图 4—18 所示。作任意光线 PA 交透镜于 A 点；过透镜中心 O 作平行于 PA 的辅助线OB＇，与

■图 4—16

■图 4—17

图 4—18

第二焦平面交于 B＇点；连接 A、B＇两点且延长，与沿主轴的光线交于 P＇ 点，则 P＇点即为所求也像；（4）凹透镜的任意光线作图法。利用凹透镜的副光轴和焦平面作图，如图 4—19 所示。经 P 点作任意光线 PA，交透镜于 A 点，经透镜的中心 O 作平行于 PA 的副光轴 OB＇，和第二焦平面交于 B＇ 点；连接 A、B＇两点，它和延主轴的光线交于 P＇，则 P＇点为所求之像点。

■图 4—19