凸透镜成像的原理
凸透镜成像的原理是物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒立的实像,实像有缩小、等大、放大三种。物距越小,像距越大,实像越大。在2倍焦距上时会成等大倒立的实像。物体放在焦点之内,在凸透镜同侧成正立放大的虚像。
实像是光线会聚形成的,可以在像点处放一个接受屏(如一张白纸),会聚的光线将以点光源的形式再次向各个方向发生漫反射,显现出一个屏幕上的影像。虚像则是光线发散形成的,无法在像点处放一个接受屏,但人眼或相机能看到虚像,因为在视网膜/传感器前面还有另一个成像系统:人眼的晶状体或相机的镜头,能够把虚像发出的发散光重新会聚成焦平面上的实像。
此外,凸透镜成像还存在衍射极限和像差的问题,即对于一个有限大的凸透镜,它的口径大小就是光的位置不确定度,而相应的方向不确定度则体现在,光束不再能会聚到一个大小为0的点上,而是会聚到一个大小接近波长尺度的光斑。这意味着,一个完美形状的凸透镜,其会聚和成像性质仍然是不完美的。
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