透鏡的原理及其發(fā)展歷史
發(fā)布時(shí)間：2022-05-17 2799人看過
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(xué)元件。透鏡是折射鏡，其折射面是兩個(gè)球面(球面一部分)，或一個(gè)球面(球面一部分)一個(gè)平面的透明體。透鏡所成的像有實(shí)像也有虛像。透鏡可廣泛應(yīng)用于安防、車載、數(shù)碼相機(jī)、激光、光學(xué)儀器等各個(gè)領(lǐng)域，隨著市場(chǎng)不斷的發(fā)展，透鏡技術(shù)也越來越應(yīng)用廣泛。
透鏡的成像原理
如果一個(gè)透明物體的兩個(gè)界面都是球面，或者一個(gè)界面是球面，另一個(gè)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(gè)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(gè)特殊點(diǎn)，通過它的光線傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)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(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做焦點(diǎn)。凸透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，且相對(duì)于光心對(duì)稱，焦點(diǎn)用字母“F”表示。焦點(diǎn)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(huì)聚光線的作用，所以也叫會(huì)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(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像;物體到凸透鏡的距離在2倍焦距和焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像;物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，成正立、放大的虛像。透鏡的發(fā)展歷史早在我國西漢時(shí)期(公元前206～公元25《淮南萬畢術(shù)》中就有關(guān)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(dá)米亞文明時(shí)代，祭司在舉行宗教儀式時(shí)能夠“引天火下凡”，祭司所用的道具就是一個(gè)簡(jiǎn)單的凸透鏡，利用凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用這一特點(diǎn)把易燃物點(diǎn)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(shí)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(gòu)造。
