关于透镜聚光问题

显示全部楼层 · 2009-12-15 16:03:11

购买的透镜，都有给焦距，很少给透镜曲率半径参数的。有很多种，具体计算找本工程光学看。没特殊说明，都是球面。led灯放在焦点处，出射的就是平行光。15度如果是孔径角，那么必须满足：D/2f>tan(15/2)故要求透镜的相对孔径D/f大于0.26，考虑余量，可定为D/f=0.3。

千问 · 2009-12-15 16:03:11

焦点计算方法：如果你是理科大学生，请用曲率半径公式来计算。如果你是中学生，那么我们物理上学的是这个公式：1/f=1/u+1/v 换成文字是:焦距分之一=物距分之一+像距分之一透镜是由两个球面（球面一部分），或一个球面（球面一部分）和一个平面构成的，也就是说透镜看起来圆的那一面都是圆弧，否则就没有焦点。LED灯发出的光是发散的，将光源（灯）放在透镜的焦点上，通过透镜之后的光就是平行光。另：以上说的都是凸透镜，凹透镜没有焦点。

千问 · 2009-12-15 16:03:11

只要光线经过焦点，就会变成平行光关于如何找焦点，书上好象有个公式吧，好久没看了，记不清了，你回去翻翻课本，应该有介绍的～～

千问 · 2009-12-15 16:03:11

凸透镜成像规律物体放在焦点之外，在凸透镜另一侧成倒立的实像，实像有缩小、等大、放大三种。物距越小，像距越大，虚像越大。物体放在焦点之内，在凸透镜同一侧成正立放大的虚像。物距越小，像距越小，虚像越小。在光学中，由实际光线汇聚成的像，称为实像，能用光屏呈接；反之，则称为虚像，只能由眼睛感觉。有经验的物理老师，在讲述实像和虚像的区别时，往往会提到这样一种区分方法：“实像都是倒立的，而虚像都是正立的。”所谓“正立”和“倒立”，当然是相对于原物体而言。平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像，都是正立的；而凹面镜和凸透镜所成的实像，以及小孔成像中所成的实像，无一例外都是倒立的。当然，凹面镜和凸透镜也可以成虚像，而它们所成的两种虚像，同样是正立的状态。那么人类的眼睛所成的像，是实像还是虚像呢？我们知道，人眼的结构相当于一个凸透镜，那么外界物体在视网膜上所成的像，一定是实像。根据上面的经验规律，视网膜上的物像似乎应该是倒立的。可是我们平常看见的任何物体，明明是正立的啊？这个与“经验规律”发生冲突的问题，实际上涉及到大脑皮层的调整作用以及生活经验的影响。当物体与凸透镜的距离大于透镜的焦距时，物体成倒立的像，当物体从较远处向透镜靠近时，像逐渐变大，像到透镜的距离也逐渐变大；当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成放大的像，这个像不是实际折射光线的会聚点，而是它们的反向延长线的交点，用光屏接收不到，是虚像。可与平面镜所成的虚像对比（不能用光屏接收到，只能用眼睛看到）。当物体与透镜的距离大于焦距时，物体成倒立的像，这个像是蜡烛射向凸透镜的光经过凸透镜会聚而成的，是实际光线的会聚点，能用光屏承接，是实像。当物体与透镜的距离小于焦距时，物体成正立的虚像。与凹透镜的区别一.结构不同凸透镜是由两面磨成球面的透明镜体组成凹透镜是由两面都是磨成凹球面透明镜体组成二.对光线的作用不同凸透镜主要对光线起会聚作用凹透镜主要对光线起发散作用三.成像性质不同凸透镜是折射成像凹透镜是折射成像凸透镜是折射成像成的像可以是正、倒；虚、实；放、缩。起聚光作用凹透镜是折射成像只能成缩小的正立像。起散光作用透镜（包括凸透镜）是使光线透过，使用光线折后成像的仪器，光线遵守折射定律。面镜（包括凸面镜）不是使光线透过，而是反射回去成像的仪器，光线遵守反射定律。凸透镜可以成倒立放大、等大、缩小的实像或正立放大的虚像。可把平行光会聚于焦点，也可把焦点发出的光线折射成平行光。凸面镜只能成正立缩小的虚像，主要用扩大视野。(1)二倍焦距以外，倒立缩小实像；〈这里所指的一倍焦距是说平行光源通过透镜汇聚的那一点到透镜中心的距离,那么两倍焦距就是指2倍远的地方〉一倍焦距到二倍焦距，倒立放大实像；一倍焦距以内，正立放大虚像；成实像物和像在凸透镜异侧，成虚像在凸透镜同侧。(2)一倍焦距分虚实两倍焦距分大小物近像远像变大物远像近像变小凸透镜成像规律表格物体到透镜的距离u 像的大小像的正倒像的虚实像到透镜的距离v 应用实例 u是物距 v是像距 f是焦距u>2f，倒立缩小的实像 2f>v>f 照相机u=2f, 倒立等大的实像 v=2f 2f>u>f 倒立放大的实像 v>2f 放映机,幻灯机，投影机u=f 不成像平行光源：探照灯u2f 倒立缩小实像异侧 f<v<2f u=2f 倒立等大实像异侧 v=2f 此时物体与像的距离是最小的，既4倍焦距。f2f u=f 不成像平行光源：探照灯u<f 正立放大虚像同侧 u,v同侧这就是为了证实那个规律而设计的表格。其实，透镜成像满足透镜成像公式： 1/u(物距)+1/v（像距）=1/f（透镜焦距）照相机运用的就是凸透镜的成像规律镜头就是一个凸透镜，要照的景物就是物体，胶片就是屏幕照射在物体上的光经过漫反射通过凸透镜将物体的像成在最后的胶片上胶片上涂有一层对光敏感的物质，它在曝光后发生化学变化，物体的像就被记录在胶卷上至于物距、像距的关系与凸透镜的成像规律完全一样物体靠近时，像越来越远，越来越大，最后再同侧成虚像。物距增大，像距减小，像变小；物距减小，像距增大，像变大。一倍焦距分虚实，二倍焦距分大小。凸透镜成像规律表：
实像，物近像远像变大虚像，物近像远像变小