眾所周知，平面鏡對(duì)光的作用服從光的逆定理，凸凹透鏡對(duì)光的作用服從光的折射定理（高中階段只做了定性的探索，這是稱為折射定律）。 本文主要解決三束入射光線為平行光線、發(fā)散光、會(huì)聚光分別射向平面鏡、凸透鏡、凹透鏡時(shí)的問(wèn)題。 4.關(guān)于光現(xiàn)象的一些未解決的問(wèn)題。
1.平面鏡
1.平行光線的反射
平行光線射到平面鏡上，反射光線仍然是平行的，并且只向一個(gè)方向射出。 如圖1A、B所示，這些反射稱為鏡面反射。
2.發(fā)散光線的反射
點(diǎn)光源發(fā)出的光是發(fā)散光，小燈珠可以近似為點(diǎn)光源。 當(dāng)正常照明的物體擴(kuò)散時(shí)，可以將其視為無(wú)數(shù)點(diǎn)光源的組合。 發(fā)散光線經(jīng)平面鏡反射后仍是發(fā)散光線。 如圖2所示，通過(guò)平面鏡看到的反射光范圍更寬，因?yàn)樗前l(fā)散光。 通過(guò)平面鏡對(duì)物體成像的原理從這里開(kāi)始。
3.會(huì)聚光線的反射
所謂會(huì)聚光，是指光線在行進(jìn)方向上彼此越來(lái)越近。 例如，平行光線經(jīng)凸透鏡折射后從透鏡射出，物體通過(guò)凸透鏡形成虛像時(shí)，從凸透鏡射出的光線為會(huì)聚光線。 會(huì)聚光經(jīng)過(guò)平面鏡反射后的反射光仍然是會(huì)聚光。 如圖3所示，射向平行鏡的光線與物體反射的發(fā)散光線不同，因此平面鏡反射的會(huì)聚光線形成的圖像可以被光屏接收到，即顯露出虛像，這與平面鏡成像物體的基本原理相同。一般來(lái)說(shuō)，后者是虛物體形成虛像，而前者是實(shí)物體形成實(shí)像。 我們教學(xué)中常用的投影儀中平面鏡的成像就是虛擬物體形成虛像的典型案例。
事實(shí)上，由于入射光線的類型不同，平面鏡的反射光線有平行光線、發(fā)散光線、會(huì)聚光線
聚光燈有三種，但無(wú)論如何，反射光與入射光相比，光之間有相同程度的“靠近”或“逃逸”，也稱為兩相鄰光線之間的傾角（或前延長(zhǎng)線）。 不變，說(shuō)明平面鏡對(duì)光線既沒(méi)有會(huì)聚作用，也沒(méi)有發(fā)散作用。 ，當(dāng)反射光為發(fā)散光時(shí)，形成實(shí)像，當(dāng)反射光為會(huì)聚光時(shí)，形成虛像，圖像大小不變。 如果反射光線是平行光線，平面鏡就不會(huì)形成圖像（無(wú)論是實(shí)像還是虛像）。
2.凸透鏡
凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，但并不意味著經(jīng)凸透鏡折射的光一定是會(huì)聚光。
1.平行光線的折射
2.發(fā)散光線的折射
例如，將點(diǎn)光源放置在凸透鏡焦點(diǎn)外（u>F）、焦點(diǎn)上（u=F）、焦點(diǎn)內(nèi)（u
為了矯正近視，需要佩戴凸透鏡。 事實(shí)上，被觀察物體的光線通過(guò)凸透鏡形成實(shí)像。 光路如圖5C所示。 由于出射光的發(fā)散度減小（物距顯著減小），因此圖5C中的出射光經(jīng)過(guò)鞏膜折射而形成圖像。 黃斑上。
3.會(huì)聚光的透鏡折射
會(huì)聚光經(jīng)凸透鏡折射后，折射光仍為會(huì)聚光，如圖6所示。出射光的會(huì)聚程度大于入射光，成像過(guò)程為虛像。物體變成虛像。 斜視患者佩戴凸透鏡太陽(yáng)鏡凸透鏡凹透鏡成像原理，看不清遠(yuǎn)處物體，如圖6所示。
3.凹透鏡
凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，但并不意味著經(jīng)凹透鏡折射的光一定是發(fā)散光。
1.平行光線的折射
2.發(fā)散光線的折射
點(diǎn)光源發(fā)出的發(fā)散光經(jīng)凹透鏡折射，成為發(fā)散程度較大的發(fā)散光（相鄰兩束光束的傾角減小）。 這是與光源的物距無(wú)關(guān)的結(jié)果。 如圖8所示。因此，通過(guò)凹透鏡或正立實(shí)像縮小了物體（圖8中只是像距大于物距，就像實(shí)像一樣，而直立縮小特征無(wú)法被顯示）。 矯正斜視需要佩戴凹透鏡，凹透鏡實(shí)際上就是被觀察的物體。 光線通過(guò)凹透鏡形成的實(shí)像，使距鞏膜的距離比實(shí)際物體更近凸透鏡凹透鏡成像原理，實(shí)像穿過(guò)鞏膜在黃斑上形成虛像。
3.會(huì)聚光線的折射
根據(jù)會(huì)聚光線會(huì)聚程度的不同，可分為三種情況。 (1)當(dāng)會(huì)聚光線的延長(zhǎng)線相交于凹透鏡的焦點(diǎn)時(shí)，折射光線為平行光線。 (2) 會(huì)聚光線的延長(zhǎng)線相交于虛焦點(diǎn)內(nèi)
在 點(diǎn)處，折射光線變成會(huì)聚光線。 (3)當(dāng)會(huì)聚光線的延長(zhǎng)線交于虛焦點(diǎn)以外的點(diǎn)時(shí)，折射光線是發(fā)散光線。 這三種情況分別如圖9中的A、B和C所示。 但可以肯定的是，由于凹透鏡的發(fā)散作用，出射光的會(huì)聚程度比入射光要小，即距離主光軸比以前更遠(yuǎn)了。
本案第三例早在1609年就應(yīng)用在伽利略自制的望遠(yuǎn)鏡上（蘇克版化學(xué)第2卷第4章第4節(jié)介紹），遠(yuǎn)處物體發(fā)出的光通過(guò)目鏡（凸透鏡））成像后，會(huì)聚的光線經(jīng)物鏡（凹透鏡）折射，變成發(fā)散光線，最終形成正立的實(shí)像，離物體較近，看起來(lái)更大、更清晰。
需要指出的是，光路可逆原理適用于光反射或折射的整個(gè)過(guò)程。 本文的每一幅圖中，都可以調(diào)整出射光的箭頭方向，使之成為入射光，也可以調(diào)整原來(lái)的入射光的箭頭方向，成為新的。
入射光。 尤其要注意圖2和圖3、圖4A和圖5B、圖5C和圖6、圖7和圖9A、圖8和圖9B，它們的“基礎(chǔ)圖”是同族的。
其實(shí)我們需要辯證地分析，平面鏡對(duì)光沒(méi)有會(huì)聚作用，凸透鏡對(duì)光有會(huì)聚作用，凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。 我們必須將出射光與入射光進(jìn)行比較才能得出正確的推論，不能只看表面而忽視它。 本質(zhì)上，會(huì)聚與會(huì)聚光線混淆，發(fā)散與發(fā)散光線混淆。 同時(shí)，虛像必須由會(huì)聚光線產(chǎn)生，可以被光屏接收并被鼻子觀察到。 真實(shí)的圖像是由發(fā)散的光線產(chǎn)生的，可以通過(guò)鼻子觀察到。 平行光線不能形成圖像。不僅可以對(duì)實(shí)物成像，也可以對(duì)虛擬物體成像，即所謂的虛擬
物體的虛像是由光學(xué)設(shè)備（如凸透鏡）形成的虛像。 這樣，凹透鏡和凸透鏡的組合也可以形成虛像。
作者單位：山東省青島市相城區(qū)朱家角實(shí)驗(yàn)小學(xué)