凸透鏡和凹透鏡

凸透鏡是根據光的折射原理製成的。凸透鏡是中央較厚，邊緣較薄的透鏡。凸透鏡分為雙凸、平凸和凹凸（或正彎月形）等形式，凸透鏡有會聚光線的作用故又稱會聚透鏡，較厚的凸透鏡則有望遠、會聚等作用，這與透鏡的厚度有關。遠視眼鏡是凸透鏡。其實凸透鏡和凹透鏡都沒有一定的焦點，只有平行於主光軸的且到主光軸距離相等的光線才會完全在主光軸上相交。我們之所以看到許多經過凸透鏡的平行於主光軸但到主光軸距離不相等的光線有一個“焦點”是因為該凸透鏡鏡面的曲率半徑較大，光線偏折程度的差異不明顯。為了方便使用，我們把離主光軸的距離和凸透鏡頂部的距離相等的兩條光線的交點作為凸透鏡的焦點。

物體放在焦點之外，在凸透鏡另一側成倒立的實像，實像有縮小、等大、放大三種。物距越小，像距越大，實像越大。物體放在焦點之內，在凸透鏡同一側成正立放大的虛像。物距越大，像距越大，虛像越大。在焦點上時不會成像。 在2倍焦距上時會成等大倒立的實像。在光學中，由實際光線彙聚成的像，稱為實像，能用光屏承接；反之，則稱為虛像，只能由眼睛感覺。有經驗的物理老師，在講述實像和虛像的區別時，往往會提到這樣一種區分方法：“實像都是倒立的，而虛像都是正立的。”所謂“正立”和“倒立”，當然是相對于原物體而言。

人眼的結構相當於一個凸透鏡，那麼外界物體在視網膜上所成的像，一定理。老花眼，即光線經過眼球前部的晶狀體，未完全集合，像落在了視網膜的後面。則老花鏡作為凸透鏡，先集合一次光線，使像恰好落在視網膜上，矯正了老花眼。當物體與透鏡的距離大於焦距時，物體成倒立的像，這個像是蠟燭射向凸透鏡的光經過凸透鏡會聚而成的，是實際光線的會聚點，能用光屏承接，是實像。當物體與透鏡的距離小於焦距時，物體成正立的虛像。 利用光具座做凸透鏡成實像的實驗，測量並記錄成像時的物距u和像距v，根據透鏡成像公式，計算出透鏡焦距f，多次測量後取平均值。

凹透鏡亦稱為負球透鏡，鏡片的中間薄，邊緣厚，呈凹形，所以又叫凹透鏡。凹透鏡對光有發散作用。近視眼鏡是凹透鏡。凹透鏡成像的幾何作圖與凸透鏡者原則相同。從物體的頂端亦作為兩條直線：一條平行於主光軸，經過凹透鏡後偏折為發散光線，將此折射光線相反方向返回至主焦點；另一條通過透鏡的光學中心點，這兩條直線相交於一點，此為物體的像。平行光線通過凹球面透鏡發生偏折後，光線發散，成為發散光線，不可能形成實性焦點，沿著散開光線的反向延長線，在投射光線的同一側交於F點，形成的是一虛焦點。

分為雙凹、平凹及凸凹透鏡三種。其兩面曲率中心之連線稱為主軸，其中央之點O稱為光心。通過光心的光線，無論來自何方均不折射。平行主軸之光束，照於凹透鏡上折射後向四方發散，逆其發散方向的延長線，則均會于與光源同側之一點F，其折射光線恰如從F點發出，此點稱為虛焦點。在透鏡兩側各有一個。凹透鏡又稱為發散透鏡。凹透鏡的焦距，是指由焦點到透鏡中心的距離。透鏡的半徑越大其焦距越長，如為薄透鏡，則其兩側之焦距相等。