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词条 副光轴
释义

概述

简称副轴,通过单球面反射镜的曲率中心,但不经过球面通光孔径中心(顶点)的任意一条直线。对薄透镜,当入射光线所在空间的折射率与出射光线所在空间的折射率相同时,通过光心但不经过折射球面曲率中心的任意直线都是副光轴。(对薄透镜而议言,过光心(透镜中心)与主光轴不重合的直线都是副光轴)

副光轴

以凸透镜为例,先来明确几个概念。如下图,对于薄透镜:(1)、凡是通过光心、不与主光轴重合而与入射光线平行的直线都可以称之为“副光轴”;

(2)、过焦点且与主光轴垂直的平面叫做“焦平面”;

(3)、副光轴和焦平面的交点叫做“副焦点”(图中的F ),而我们常说的透镜的焦点可以称为“主焦点”。

对于薄透镜和近轴光线(靠近主光轴、和主光轴夹角比较小的光线)来说,凸透镜对光线的折射规律是:

(1)、与主光轴平行的光线,折射后经过(主)焦点

(2)、与主光轴不平行的光线,折射后经过副焦点。如下图:

以上结论,大家不妨自己证明。利用这个知识,在解决一些透镜类题目是很方便的。“副光轴”的知识对于学生来说已经20多年不做要求了,但对于专业的科学、物理教师以及参加竞赛的学生来说,还是应该掌握的。

凹透镜类似,也存在副光轴、焦平面、副虚焦点,在此不再赘述。

例题

<例题>如下图,请根据凸透镜对某一条光线的折射情况,作图找到该透镜的焦点F

相信绝大多数老师和爱动脑筋的学生都可以短时间内找到解决方法,比如,在入射光线上虚拟一个发光点,作图找到像点,再找到焦点。不过,在所有方法中,借助副光轴来求解是最简单的,如下图:

只需作出和入射光线平行的副光轴,交折射光线于F点,F点就是所谓的副焦点,再过该点做垂直于主光轴的焦平面,焦平面和主光轴的焦点F 就是透镜的焦点了。大家可以试一试,看本方法和其他方法的结果是否相一致。

其实,我们不妨将透镜的主光轴看成副光轴的特例,(主)焦点看成副焦点的特例。这样,凸透镜成像的规律就可以归结为一句话:

入射光线经折射后,经过透镜的(主或副)焦点。

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更新时间:2025/1/11 13:21:42