初中物理透镜为什么能聚光或散光呢(透镜为什么能聚焦)

导语：初中物理 透镜为什么能聚光或散光

教材里讲过，凸透镜使光线汇聚，凹透镜使光线发散，可是你知道这是为什么吗？其实，以初中当前知识已经能解释清楚了。不满足于死记硬背，非要寻根问底，并适当扩展，是每个学霸的必经之路。

如下图，光线进入凸透镜时，由密度较低的物质（空气）进入密度较高的物质（玻璃），会发生折射现象，且入射角大于折射角，导致光线向光轴方向偏转。光线从凸透镜射出时，由密度较高的物质（玻璃）进入密度较低的物质（空气），也会发生折射现象，这时入射角小于折射角，将再次导致光线向光轴方向偏转。

a1、a2是入射角，b1、b2为折射角

可见，光线在凸透镜中经过两次折射，从而改变了传播方向，最终汇聚在焦点F处。对于单面是平面的凸透镜，原理完全相同，如下图所示。不同之处在于对光线方向改变的程度不同，即焦距f的大小不同。

凹透镜使光线发散，原理同样是利用了光线在进出凹透镜过程中的两次折射，详情不再赘述，同学们可以对照下图自行揣摩理解。

显然，凸透镜的表面必然为曲面（凹透镜同理），应该是什么样的曲面才能使光线恰好汇聚呢，是球面的一部分吗？这个问题需要用到高等数学，不是中学知识能解决的。目前只能说，是一个二次曲面，并非球面，虽然球面也是二次曲面的一种。不过实践中，为了加工方便，往往使用球面透镜，虽然不能使光线严格汇聚于一点，但是能使光线汇聚于一个较小的圆斑，一般情形也足够用了。

在实际作图中，不必画出两次折射，画一次就足够了，透镜也可以用带箭头的线段简化代替。

拔高练习题：如下图，一个内部为空腔的透镜，阴影部分为玻璃，平行光线入射后，会发生怎样的变化？仍然平行，还是汇聚，或者发散？

解析：如果按照常规思维，，从入射角折射角的思路去考虑作图，麻烦且易出错。可以设想沿下图红线将其分为两个透镜，每个均为单面平面的凸透镜，每个凸透镜都使光线汇聚，所以正确答案是汇聚。

怎么样，你答对了吗？

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