正文 第四章 透鏡的成像原理(1 / 2)

透鏡可以分為正透鏡和負透鏡兩類。正透鏡又有平凸、雙凸、凹凸多種。而負透鏡也可以分為平凹、雙凹和彎月形。無論哪一種透鏡,當一束平行於主光軸的人射光線歲―鏡,並經過凸透鏡折射之後,一般都會聚在第二焦點V,(實焦點、或經過凹透鏡折射後,其光線的延長線必經過第一焦點廠(虛焦點)。而經過光心0的光線,穿過透鏡後,其前進方向不變,兩條光線會聚的地方,便是物體成像的位置。

在天文愛好者的望遠鏡中,用薄透鏡製作普及型小望遠鏡,既簡單,又能初步滿足天文愛好者對望遠鏡質量的要求。因此在普及型天文小望遠鏡製作上,用薄透鏡的光學成像圖解方法,幫助解決天文望遠鏡的設計問題,是十分方便的。

對於由同一發光點發出的無數條光線,根據光的折射定律和透鏡的光學性質,我們可以知道必然有如下3條特殊光線通過透鏡後的方向是可以完全確定的。(1)平行於圭光軸的近軸光線經過凸(或凹)透鏡後必定通過實焦點(或者它的向後延長線必定通過虛焦點)。

(2)通過凸透鏡實焦點或射向凹透鏡虛焦點的光線,由於光的可逆性,光通過透必定與主光軸平行。

(3)透鏡主光軸上的一個特殊點,通過這點的光線,其出射方向和入射方向將互相平行,或且有傍向的平行位移。這個特殊點,叫做透鏡的光心。薄透鏡的主點、節點雜與透鏡中心重合時,這中心可近似地作為透鏡的光心。通過光心的光線其前進方向可當作無折射通過。

物像實際上是物體上無數發光點被透鏡折射後重新會聚成點元像的集合體。根據這個原理,物體上任一點發出的光線中,任兩條確定光線被透鏡會聚成點元像的位置,領是物像所在的位置。當位於焦點外物體浙在4點發出的光,經透鏡後,平行於主光軸的光線必定通

過實焦點“而過光心的光線,經過透鏡後傳播方向不變,從而得到物體成像的位置。

我們知道,隻要事先獲得透鏡的焦距或者物距和像距V,以及浙輪前確定的任何一個曲率半徑,我們可以非常方便的求出透鏡的另一個曲率半徑。因此,我們不妨稱這一公式為透鏡製造者公式。這個公式雖然是近似的,但對於一般業餘天文愛好者設計計算望遠鏡元件,㈱密度是足夠的。

透鏡及球麵反射鏡的各種像差

無論是透鏡、透鏡係統、或者任何球麵反射鏡、球麵反射鏡係統,光學元件或光學係統本身常常由於這樣那樣的物理原因,或者材料的、工藝的種種缺陷,使得實際的光學係統在成像上存在著種種髓,這種體被稱為像差。胃產生的原因,像差大致可以分為單色光像差和多色光造成的像差(即色像差,或簡稱為色差)兩種。