Question

凸透镜成像原理。

Answer 1

凸透镜成像原理是指利用光的折射的原理成像，适用于光学领域。光学显微镜和望远镜（包括一部分天文望远镜）都是利用光的折射和光的直线传播原理制成的放大镜和显微镜是用于观测放置在观测人员近处应予放大的物体的凸透镜。
表面为曲面的玻璃或其他透明材料制成的光学透镜可以使物体放大成像，光路图如图1所示。
位于物方焦点F以内的物AB，其大小为y，它被放大镜成一大小为y'的虚像A'B'。放大镜的放大率Γ=250/f'式中250--明视距离，单位为mmf'--放大镜焦距，单位为mm该放大率是指在250mm的距离内用放大镜观察到的物体像的视角同没有放大镜观察到的物体视角的比值。
1．画定一直尺
2．在直尺上画出点O，为光心，在O点画一凸透镜。在凸透镜两侧标出一倍焦距点f、二倍焦距点2f。

Answer 2

成像的定义是与人眼无关的，只要从A点发出的同心光束/球面波，经过成像系统的变换，形成另一系列同心光束/球面波汇聚在B点，就可以说A点成像在B点。如果一个点集（物）中的各个点都成像，形成另一个点集（像），我们就可以考虑放大倍数，这也不依赖于人眼。用人眼和尺子去测量物（或像）的大小，要将尺子放在物（或像）同一位置，再同时成像于视网膜，则尺子与物（或像）在人眼中的放大倍数相同，而物与像的相对大小不因人眼而改变。

初高中教材不考虑人眼，是因为（1）成像与人眼无关；（2）凸透镜本来就是一个最简单的理想模型，用于研究学习最基本的成像规律；（3）人眼成像的规律，也可以用凸透镜成像的规律近似描述。

许多初高中老师说不清楚人眼成像，是因为他们把人眼当成光屏——最直接的结果就是解释不清人眼是如何观察到凸透镜成的虚像的。

最简单的人眼模型至少是一个焦距可变的凸透镜（晶状体等）+光屏（视网膜）。这样我们就可以很简单地在光路中加入人眼——对于给定的相距（眼睛的轴向长度），选择适当的物距（前后移动头部）和焦距（改变晶状体屈曲程度），以凸透镜所成的像为物，再通过人眼成一次像。

例如对于凸透镜成实像：

注意几点：（1）人脑会对视网膜上的像进行翻转，所以看到的是倒立的像；（2）根据惠更斯原理，凸透镜所成像上各点均可看作光源，所以即使在像的位置放上光屏，对光进行散射，也不影响人眼再次成像；（3）如果把人眼误当作光屏，置于凸透镜所成像的位置，对人眼考虑成像公式 [公式] ，此时u=0，无论人眼如何变焦也无法成像。

对于凸透镜成虚像：

类似的，（1）人脑会对视网膜上的像进行翻转，所以看到的是正立的像；（2）根据惠更斯原理，透镜右侧的光可以看作以虚像上各点为光源发出的光，人眼相当于对虚像相同位置和大小的物体进行成像，在视网膜上成的还是实像；（3）如果把人眼误当作光屏，则无法对凸透镜发散的光线成像，也就无法解释人眼为何可以看到虚像。

Answer 3