4-5 thin lens

1. 1
4-5
球面透鏡

2. 薄透鏡 thin lens
凸透鏡：中間厚、周圍
薄：可以 匯聚 光線
種類：雙凸、平凸、凹
凸
2

3. 薄透鏡 thin lens
凹透鏡：中間薄、周圍
厚：可以 發散 光線
種類 雙凹 、 平凹 、
凸凹
3

4. 透鏡各部名稱
主軸
焦點（兩個）
鏡心
焦平面（兩
個）
焦距
曲率中心
（兩個）
曲率半徑
（兩個）
4
C F F C
主軸
焦點
鏡心
曲率中心
焦距曲率半徑

5. 組合透鏡(補充)
5

6. 光線實際行進入線(補充)
光線經過透鏡折射後，
實際上入射光與折射
光兩者之間有一個小
位移。
若透鏡厚度遠小於球
面的曲率半徑，形成
薄透鏡。
此小位移可以忽略
6

7. 球面像差(補充)
整個曲面的折射，因
各點法線方向不同，
所以折射線無法匯聚
在一起
為了避免此種情形
均採用薄透鏡（減輕曲
度）
或是將上下兩端遮蔽
7

8. 色像差(補充)(chromatic abberation)
各色光相對於玻璃的
折射率均不同，故折
射線無法匯聚在一起
8
改善方式
多半使用薄透鏡改
善
限制透鏡口徑近
軸光線
（減少鏡面曲度）

9. 凸透鏡成像
平行於凸透鏡主軸的入射光線，折射後通過鏡
後的焦點
通過鏡心的入射光線，直接通過透鏡，沒有偏
移。
通過凸透鏡鏡前焦點的入射光線，折射後平行
於主軸
9
F F

10. 凸透鏡成像-概念的迷失
若將透鏡遮住一半，請問否或成像？
10
F F
光線並非只有藍、紅、橙三種色光
遮蔽物僅擋住上半部的光線，下半部光線仍可經過透鏡，
繼續成像
結果：亮度變暗

11. 凹透鏡成像平行主軸的入射光，則
折射後射出光線的反方
向延長線通過鏡前的焦
點。
通過鏡心的入射光線，
直接通過透鏡，沒有偏
移。
若為凹透鏡，則指向鏡
後焦點的入射光線，其
折射後的射出光線平行
於主軸。 11

12. 12
凸透鏡成像(1)
物體與透鏡的距離稱為物距，以 p 表示；像
與透鏡的距離稱為像距，以 q 表示。
物體在2f之外
成像在f~2f之間
縮小倒立實像

13. 13
凸透鏡成像
凸透鏡成像(2)
物體在2f之上
成像在2f之上
同大倒立實像
凸透鏡成像(3)
物體在2f之內
成像在2f之外
放大倒立實像

14. 14
凸透鏡成像
凸透鏡成像(4)
物體在F之上
在無窮遠處成像成
像
凸透鏡成像(5)
物體在F之內
成像在鏡前
放大正立虛像

15. 15
凹透鏡成像
物體在鏡前
縮小正立虛像

16. 16
透鏡成像總整理
類別 物 距 像 距 像的性質
凸
透
鏡
∞ f 實像
∞~2f f~2f 倒立縮小實像
2f 2f 同大倒立實像
f~2f 2f~∞ 倒立放大實像
F ∞
0~f 同側，在物體後 放大正立虛像
凹
透
鏡
無窮遠處 同側的焦點處 虛像
正
立
一點
在鏡前 同側的焦點和鏡面之間 虛像
正
立
縮小
貼住鏡面 同側，貼在鏡面 虛像
正
立
等大小

17. 薄透鏡成像公式
1 1 1
p q f
 
17
0
ih q
M
h p
 

18. 透鏡公式符號法則
鏡前實物p>0
實像q>0
虛像q<0
凹透鏡f<0
凸透鏡f>0
平面鏡f=
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19. 例11.基礎題
一物置於焦距0.2m的凸透鏡主軸上，若物與
透鏡距離為0.15m，求像的位置和性質。
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20. 例12.放大率
一物長10cm，直立置於焦距0.2m的凹透鏡主軸上，
與透鏡之間的距離為0.3m，求像的位置與長度
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21. 例題17.：綜合問題
水面下12 cm處有一
物體，在此物體正上
方的水面上11 cm處
置一凸透鏡，焦距為
10 cm，此透鏡所造
成該物體之像在水面
上方何處？（水的折
射率為4/3）
(A) 20 cm (B) 17.7
cm (C) 28.7 cm (D)
31 cm (E) 15 cm。 21

22. 例題30.：
透鏡與像速的關係
一物體位於凸透鏡前
30厘米處，恰在凸透
鏡之後60厘米處生一
實像，若此物體以5
厘米 / 秒之速度離透
鏡移遠2秒鐘，其像
在此2秒鐘內移動平
均速度為：
(A) 5厘米 / 秒離鏡
(B) 5厘米 / 秒向鏡
(C) 10厘米 / 秒離鏡
(D) 10厘米 / 秒向鏡
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23. Thank for your attention
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