正确理解透镜对光的作用

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正确理解透镜对光的作用



大家都知道，凸透镜对光具有会聚作用，所以又叫会聚透镜；凹透镜对光具有发散作用，所以又叫发散透镜。但其中的原因却并不十分理解，从而导致对透镜的作用有不少错误认识，比如对通过透镜的三条特殊光线总是用会聚或发散的思路来理解，甚至认为通过凸透镜光心的光线应该向焦点会聚、通过凹透镜光心的光线应该发散；又如认为凸透镜总是能把光束变为会聚光束、凹透镜总是能把光束变为发散光束。为帮助大家理解，现就有关透镜对光的作用原理解析如下：

一、三棱镜对光的作用

如右图，为一条光线通过三棱镜，经过两次折射后的偏折情况光路图。由光的折射规律作图后，可以看到其出射光线总是向三棱镜底边偏折的。

二、透镜对光的作用

如下图，凸透镜可以视为许多底边朝向中央的三棱镜组成的，中央的部分可视为一块薄平板玻璃；凹透镜则可以视为许多底边朝向边缘的三棱镜组成，中央的部分同样可视为一块薄平板玻璃。由光线通过三棱镜后均向底边偏折的道理，很容易便可看到凸透镜对光具有会聚作用、凹透镜对光具有发散作用的原因都是光的折射原理。







三、透镜的三条特殊光线

如下图，凸透镜的三条特殊光线分别是：平行于主光轴的光线经折射后通过焦点；经过焦点的光线经折射后平行于主光轴，二者均相当于通过三棱镜后向底边偏折，而不是什么凸透镜对光线的会聚作用（一条光线无会聚之说）；经过光心的光线传播方向不变（相当于通过薄玻璃板）。凹透镜的三条特殊光线分别是：平行于主光轴的光线经折射后向外偏折其反向延长线通过焦点；正向延长线通过焦点的光线经折射后平行于主光轴，二者同样相当于通过三棱镜后向底边偏折，而不是什么凹透镜对光线的发散作用（一条光线无发散之说）；经过光心的光线传播方向不变（相当于通过薄玻璃板）。



四、透镜对光会聚作用和发散作用

凸透镜对光具有会聚作用，并不是把所有光束都变成会聚光束，下图中的几种情况均属会聚作用。








平行主光轴的光束会聚于焦点 发自焦点的发散光束会聚为平等光束

发散光束会聚后仍为发散光束 会聚光束会聚后仍为会聚光束

凹透镜对光具有发散作用，并不是把所有光束都变成发散光束，下图中的几种情况均属发散作用。



平行主光轴的光束发散为发散 正向延长线通过焦点的光束发光束其反向延长线会聚于焦点 散成平行于主光轴的光束



会聚光束发散后仍为会聚光束 发散光束发散后仍为发散光束

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