凸透鏡是否等于會聚透鏡

金仲輝

中學(xué)生小智在物理課上學(xué)習(xí)了透鏡的知識，產(chǎn)生了一些疑問：“既然凸透鏡對光有會聚作用，那么凸透鏡是否又可稱為會聚透鏡呢？同理，凹透鏡是否又可以稱為發(fā)散透鏡呢？”在上期文章中我們知道物理規(guī)律都有一定的適用范圍。因此如果簡明地回答這個問題，那就是在一定的條件下。確實(shí)可以將凸透鏡稱為會聚透鏡，下面我們來詳細(xì)討論這個問題。

我們要正確理解“凸透鏡對光線有會聚作用”的含義。通常情況下，光線通過凸透鏡后都向靠近主光軸的方向折射，說明凸透鏡對光具有會聚作用，但千萬不能認(rèn)為所有光線經(jīng)過凸透鏡后都變成會聚光線了，我們應(yīng)將入射光線延長，看延長線與出射光線的關(guān)系，如果出射光線向靠近主光軸方向偏折，就是會聚作用，但是，說凸透鏡對光有會聚作用，是會聚透鏡是有前提條件的，這一前提條件就是“凸透鏡兩側(cè)介質(zhì)的折射率小于凸透鏡材料的折射率”。

關(guān)于折射率的概念，在高中課程中會學(xué)到，在這里我們簡單了解一下：不同介質(zhì)的折射率一般不相同，其大小等于光在真空中的傳播速度與在該種介質(zhì)中的傳播速度的比值，光在真空中的傳播速度最快，因此真空的折射率最小，其值為1.光在空氣中的傳播速度大于在玻璃中的傳播速度，因此空氣的折射率小于玻璃的折射率，光從折射率較小的介質(zhì)中斜射入折射率較大的介質(zhì)中，光的入射角大于折射角，反之入射角小于折射角，

如果凸透鏡兩側(cè)介質(zhì)的折射率相同且大于透鏡材料的折射率，當(dāng)光線通過凸透鏡后，光線會向偏離主光軸的方向折射，即凸透鏡對光有發(fā)散作用，此時凸透鏡和在空氣中玻璃制成的凹透鏡的性能是一樣的。

從以上討論中可以看出，在滿足了以上前提條件的凸透鏡才可以稱為會聚透鏡，凸透鏡的定義只是強(qiáng)調(diào)它的形狀，即將中間厚邊緣薄的透鏡稱為凸透鏡，如同學(xué)們有興趣，可仿照以上論述來討論凹透鏡和發(fā)散透鏡，得出的結(jié)論是：如果凹透鏡兩側(cè)介質(zhì)折射率相同且小于凹透鏡的折射率，那么凹透鏡是一個發(fā)散透鏡：如果凹透鏡兩側(cè)介質(zhì)折射率相同且大于凹透鏡的折射率，那么凹透鏡是一個會聚透鏡。