球面透镜英文解释翻译、球面透镜的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 spherical lens

分词翻译：

球面的英语翻译：

sphere
【机】 sphere

透镜的英语翻译：

glass; lens
【化】 lens
【医】 lens; phaco-; phako-

专业解析

球面透镜（Spherical Lens）指由两个球面或一个球面与一个平面构成的光学透镜，其表面曲率半径恒定，是光学系统中最基础的成像元件。根据表面曲率方向可分为凸透镜（Convex Lens）和凹透镜（Concave Lens）。以下从光学特性、分类及应用角度展开说明：

一、核心光学特性

折射原理
光线穿过透镜时发生折射，凸透镜使光线会聚（收敛），凹透镜使光线发散。其屈光能力由光焦度（Optical Power）描述，单位为屈光度（Diopter, D），计算公式为：

$$ Phi = frac{1}{f} $$

其中 ( f ) 为焦距（单位：米），凸透镜 ( f > 0 )，凹透镜 ( f < 0 ) 。
成像公式
物距（( u )）、像距（( v )）与焦距（( f )）满足高斯公式：

$$ frac{1}{u} + frac{1}{v} = frac{1}{f} $$

此公式适用于近轴光线条件，是透镜设计的基础。

二、分类与结构

类型	表面形状	光学作用	典型应用
双凸透镜	两面均为凸球面	会聚光线	望远镜物镜
平凸透镜	一面平面、一面凸球面	单向会聚光线	聚光照明系统
凹凸透镜	一面凹球面、一面凸球面	减小像差	相机镜头组
双凹透镜	两面均为凹球面	发散光线	激光扩束器
平凹透镜	一面平面、一面凹球面	单向发散光线	虚像生成系统

三、关键应用领域

视觉矫正
眼镜中的凸透镜矫正远视（Hyperopia），凹透镜矫正近视（Myopia），通过调节光焦度匹配人眼屈光缺陷。

成像系统
相机、显微镜的物镜组常采用多片球面透镜组合，以平衡像差并提升分辨率。

激光光学
用于聚焦激光束（如凸透镜）或控制光束发散角（如凹透镜），应用于材料加工与医疗设备。

四、局限性及改进

球面透镜因曲率均匀，易产生球面像差（Spherical Aberration），导致边缘光线聚焦偏离理想像点。现代光学系统常采用非球面透镜（Aspheric Lens）或复合透镜组予以校正。

参考文献来源：

Principles of Optics (Max Born, Emil Wolf)
Introduction to Lens Design (Joseph M. Geary)
American Academy of Ophthalmology, "Refractive Errors and Refraction"
Handbook of Optical Systems (Herbert Gross)
OSA Publishing, "Aspheric Lens Design"

网络扩展解释

球面透镜是一种常见的光学元件，其表面由两个球面（或一个球面和一个平面）构成，用于折射光线并改变光的传播方向。以下是详细解释：

1.基本结构与类型

定义：球面透镜的两个表面均为球面的一部分。根据形状可分为：
- 凸透镜（会聚透镜）：中心厚、边缘薄，如双凸、平凸、凹凸透镜。
- 凹透镜（发散透镜）：中心薄、边缘厚，如双凹、平凹、凸凹透镜。
材料：通常由玻璃或透明塑料制成，折射率决定其光学性能。

2.光学性质

折射原理：光线通过透镜时发生折射，遵循斯涅尔定律（$n_1 sin theta_1 = n_2 sin theta_2$）。
焦距公式： $$ frac{1}{f} = (n-1)left( frac{1}{R_1} - frac{1}{R_2} right) $$ 其中，$f$为焦距，$n$为透镜材料的折射率，$R_1$和$R_2$为两表面的曲率半径（凸面为正，凹面为负）。
成像规律：通过物距（$u$）、像距（$v$）和焦距（$f$）的透镜公式：$frac{1}{f} = frac{1}{u} + frac{1}{v}$。

3.应用场景

成像系统：如相机镜头、显微镜、望远镜。
矫正视力：凸透镜矫正远视（老花眼），凹透镜矫正近视。
激光聚焦：用于激光切割、医疗设备中的光路聚焦。

4.局限性

球面像差：由于球面曲率，边缘光线与中心光线无法汇聚于同一点，导致成像模糊（可通过组合透镜或非球面透镜优化）。
成本与工艺：非球面透镜性能更优，但球面透镜因制造简单、成本低，仍广泛用于普通光学系统。

球面透镜是基础光学元件，通过球面曲率折射光线，应用于成像、矫正视力等领域，但需注意其像差问题。非球面透镜虽能优化性能，但球面透镜凭借低成本仍占据重要地位。