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凸透镜成像原理是:物体放在焦点之外,在凸透镜另一侧成倒竖的实像,实像有缩小、等大、扩大三种。物距越小,像距越大,实像越大。在2倍焦距上时会成等大倒竖的实像。物体放在焦点之内,在凸透镜同侧成正立扩大的虚像。物距越大,像距越大,虚像越大。在焦点上不会成像。
将平行光线(如阳光)平行于主光轴(凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴)射入凸透镜,光在透镜的双面通过两次折射后,会集在轴上的一点,此点叫做凸透镜的焦点(记号为F),凸透镜在镜的两边各有一实焦点,如为薄透镜时,此两焦点至透镜中心的间隔大致持平。凸透镜之焦距是指焦点到透镜中心的间隔,通常以f表明。凸透镜球面半径越小,焦距越短。
平面镜、凸面镜和凹透镜所成的三种虚像,都是正立的;而凹面镜和凸透镜所成的实像,以及小孔成像中所成的实像,无一例外都是倒竖的。当然,凹面镜和凸透镜也能够成虚像,而它们所成的两种虚像,同样是正立的状况。
在光学中,由实践光线会聚成的像,称为实像,能用光屏接受;反之,则称为虚像,只能由眼睛感觉。相对原物体而言,实像都是倒竖的,而虚像都是正立的。