凸面镜成像规律:当光线垂直于镜面时,成倒立、正立或放大的实像

【凸面镜成像规律:当光线垂直于镜面时,成倒立、正立或放大的实像】

凸面镜成像规律:当光线垂直于镜面时,成倒立、正立或放大的实像

文章插图
在光学中,凸面镜和钝面镜有许多相似的特点 。如在一般的斜面和圆弧形镜面上一般有很多凹凸起和凸透镜,镜体表面的凸凸突出程度不同,使凸面镜和钝面镜可以观察到不同的物象 。在凸透镜中,有一类凸面镜称为凸透镜 。凸透镜和钝面镜都是凸透镜,是一个平行四边形的圆柱体;而凸透镜和钝面镜都是平行四边形的圆形物象 。凸透镜可用于视物观察 。
1.光路结构
凸透镜的光路由凸透镜的中心偏置透镜和两侧的偏置透镜组成 。中心偏置透镜形成的棱镜是一个凸透镜,呈方形并不一定是圆柱体,但都有一定的棱角状轮廓,棱镜边缘为半径的圆环外缘,棱镜之间形成角反照率为零的直线环 。光学中心偏置透镜中除了中心偏置以外还包括部分边缘偏置,其目的是为了降低平面波衍射造成平面波聚焦现象,减少透镜反射损耗,改善感光度 。由于凸透镜的中心偏置是一种非线性偏置,所以凸透镜在折射率不变时会随着距离变化,这一变化也是随光路几何结构而变化的关系.在光学折射率变化时,光波会通过不同形状、不同距离产生衍射作用,同时反射镜面和衍射棱镜间会形成一定程度上的干涉现象就是像差的增加和变小 。由于这种干涉现象会导致折射率变化,因而对凹透镜光路结构有一定影响 。
2.边缘效应
凸透镜在对同一物象成像时,表面会出现明显的边缘效应 。在对角线方向上,相邻两点的距离越小,边缘效应越明显 。因此相邻两点间距离要与两点间距离相等;否则则有差异;相反,相邻两点间距离越大(这类镜子成像时往往会造成边缘效应),边缘效应越明显 。例如圆弧形凸透镜其边缘效应是:若圆弧半径为20 mm~40 mm时,边缘效应最明显;而圆弧形凸透镜边缘效应最弱;凸透镜成像后,圆弧形表面无任何变化 。
3.视物成像规律
在一般情况下,凸透镜与钝面镜的光学中心线(像像直线)不相交,但在光场中沿一定方位分布 。因为凸透镜比钝面镜对物体的偏斜方向偏移较大,所以视物时凸透镜成像的中心线往往较钝面镜为准 。如不能严格地保持垂直关系,而利用凸透镜对物体进行观察,就会影响到观察效果 。为了提高凸透镜观察物体效果,可以适当增加凸透镜与钝面镜之间光束相交的距离和角度 。对于凸衍射镜来说,与其对物象进行折射作用时,可以提高折射率,从而获得更好的视物效果 。
4.光学原理举例及简析
假设由光线 A经过一张凸透镜后,在被照物体的侧面呈现出两条平行光的直线,在此直线上出现了一小点光斑,如果在这个光斑上施加不同的光信号,那么就会使图像发生变化 。如上面这个例子 。但由于该物体的表面已经出现了许多凹凸凸起的棱角,当该物体受到光线的照射时,光斑便会随之改变 。比如上面(图1)中所示的圆弧边被投影成了两条直线 。如果将凸透镜换成钝面镜观察的话,那么凸面镜可观察到两条平行光斑并同时出现在该平面上 。所以我们就可以利用这种特性来确定光线 A通过凸透镜后的偏移量 。


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