透镜公式toujing gongshi
透镜成像时,物点、像点的位置关系所遵循的数学公式。对于薄透镜,从光心O开始量度(图中“↑”表示凸透镜),并以u、v、f和f′分别表示物距、像距、第一焦距和第二焦距。透镜公式为f/u+f′/v=1。若透镜两侧为同种媒质,则f=f′,透镜公式可写为1/u+1/v=1/f。上述形式的透镜成像公式叫做高斯公式。使用公式时,要按照符号法则,正确选取各量的正、负号。如在实正虚负符号法则中,凸透镜的焦距取正,凹透镜的焦距取负;实物、实像的u、v取正,虚物(在透镜组依次成像中)、虚像的u、v取负。

如果从焦点开始量度物点、像点的位置,设物点Q与第一焦点F间距离为x,像点Q′与第二焦点F′间的距离为x′,成像公式将变形为xx′=ff′或xx′=f2。这种形式的透镜公式叫做牛顿公式。应用几何知识,可从透镜成像图推导出透镜成像公式。
透镜成像时,像的大小与物的大小之比叫透镜的线放大率,又叫横向放大率。通常以字母m表示。若物长

,像长

,则m=

。从成像图中可看出

=v/u,所以放大率m=f/(u-f)。如果要得到像的面放大率,可用m2求得。在中学教学中计算放大率一般只取其绝对值。利用透镜公式及放大率公式,可以解决透镜成像中有关的计算问题。