如何认识凸透镜

赵思记

凸透镜就是中间厚边缘薄的透镜，透镜的意思就是说光可以穿透镜子，光线穿透镜子发生两次折射，而光线都有向厚端偏折的特点，所以凸透镜就有了会聚性，也就是说平行于主光轴的入射光线经凸透镜两次折射后会会聚到一点上，这个点就叫焦点，透镜的中心叫光心，光心到焦点之间的距离就是焦距。

要区分开凸透镜和凸面镜，凸透镜是光穿过镜子发生两次折射，而凸面镜只能发生反射，只是反射面向外凸，这样的话平行于主光轴入射的光线经凸面镜反射后就是发散射出，根据光路的可逆性，凸面镜具有扩大视野的作用，所以汽车的观后镜就是凸面镜，还有道路拐弯处警示车辆注意行人安全的镜子也是凸面镜。

凸透镜用处广泛，例如照相机的镜头，投影仪的镜头还有放大镜都是凸透镜。照相机的成像特点是物距比像距大，成倒立缩小的实像，我们用手机拍摄的看上去正立的像其实是通过光电转换造成的，像与物分居透镜两侧，投影仪的成像特点是像距比物距大，成倒立放大的实像，像与物在凸透镜两侧，而放大镜成正立放大虚像，物距很小，像与物在透镜同侧。

其实这些现象是有规律的，這个规律就是凸透镜成像规律，如果物体放在两倍焦距之外的位置，则成的像在一倍焦距和二倍焦距之间，成倒立缩小的实像，这就是照相机的原理，如果物体放在一倍焦距与二倍焦距之间，则成的像在两倍焦距之外，成倒立放大的实像，这就是投影仪的原理，如果物体放在两倍焦点上则成的像也在两倍焦点上，成倒立等大的实像，如果物体放在一倍焦距上，则不成像，只是成一个和透镜等大的一个光斑，如果物体放在一倍焦距以内，则成正立放大虚像，这就是放大镜的原理，并且物距很小。

生活中老人戴的老花眼镜就是凸透镜，它可以矫正远视眼，因为老人的眼睛的晶状体变薄了，焦距变大了，对光的偏折能力弱了，所以应该成在视网膜上的物体的像却理论上成在视网膜后面，老人看正常眼看到的物体却显模糊不清，而凸透镜的会聚性恰恰能解决这一问题。

当然还要和凹透镜区分开来，凹透镜是中间薄边缘厚的透镜，它对光线有发散作用，近视眼是眼睛的晶状体变厚了，焦距变小了，对光的徧折能力变强了，本来应该成在视？膜上的像成在了视网膜之前，而凹面镜的发散性恰恰解决了这个问题。凸透镜还应用在制作显微镜和望远镜上，当然要取两个焦距不同的凸透镜，放在硬纸筒的两端上就制成了显微镜和望远镜，如果用焦距小的凸透镜当物镜，那就是显微镜，如果用焦距大的凸透镜做物镜，那就变成了望远镜了。

同学们，认识凸透镜了吗？是不是很美妙呢？

（作者单位：山东省高密市中小学生综合实践基地）