
透镜是光学系统中用于折射光线的透明介质元件,其英文对应词为"lens"(复数形式:lenses)。根据《现代汉语词典》与《牛津英语词典》的定义,透镜通过两个曲面(或一个曲面与一个平面)形成特定光学特性,可分为凸透镜(convex lens)和凹透镜(concave lens)两大基础类型。
在物理特性层面,凸透镜中央厚、边缘薄,具有会聚光线的作用,其英文术语包含"converging lens";凹透镜中央薄、边缘厚,具有发散光线功能,英文标注为"diverging lens"。两者焦距(focal length)的计算均遵循公式: $$ frac{1}{f} = (n-1)left( frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2} right) $$ 其中$n$为透镜材料折射率,$R_1$和$R_2$为曲率半径。
实际应用中,透镜技术被广泛运用于光学仪器制造领域,包括但不限于:眼镜镜片(spectacle lenses)、相机镜头(camera lens)、显微镜物镜(microscope objective)等。世界卫生组织《视力矫正全球报告》指出,全球约26亿人依赖含有透镜技术的矫正器具。
权威文献引用:
“透镜”是光学领域中的基础元件,指由透明材料(如玻璃、树脂或塑料)制成的光学器件,其表面通常为曲面或平面,能够通过折射改变光线的传播路径,实现聚光、成像或发散光线等功能。
物理结构
透镜至少有一个曲面,根据形状可分为:
光学原理
光线穿过透镜时遵循折射定律,公式为:
$$ n_1 sinθ_1 = n_2 sinθ_2 $$
其中 (n_1) 和 (n_2) 是介质折射率,(θ_1) 和 (θ_2) 为入射角与折射角。
关键参数
透镜的材质(如高折射率玻璃或轻量化树脂)会影响透光率与色散特性。现代复合透镜(如非球面透镜)可减少像差,提升成像质量。
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