透鏡的原理和發(fā)展歷史
透鏡是根據(jù)光的折射規(guī)律制成的。是由透明物質(zhì)(如玻璃、水晶等)制成的一種光學(xué)元件。透鏡是折射鏡，其折射面是兩個(gè)球面(球面一部分)，或一個(gè)球面(球面一部分)一個(gè)平面的透明體。透鏡所成的像有實(shí)像也有虛像。透鏡可廣泛應(yīng)用于安防、車載、數(shù)碼相機(jī)、激光、光學(xué)儀器等各個(gè)領(lǐng)域，隨著市場(chǎng)不斷的發(fā)展，透鏡技術(shù)也越來(lái)越應(yīng)用廣泛。  
透鏡的成像原理  
如果一個(gè)透明物體的兩個(gè)界面都是球面，或者一個(gè)界面是球面，另一個(gè)界面是平面，則稱此物體為透鏡。中央部分比邊緣厚的透鏡叫凸透鏡，從它們的截面形狀來(lái)分，有雙凸、平凸、凹凸三種。中央部分比邊緣薄的透鏡叫凹透鏡，從它的截面形狀不同，可以分為雙凹、平凹和凸凹三種。  
通過(guò)透鏡兩個(gè)球面曲率中心的直線叫做透鏡的主光軸或主軸。主軸上有一個(gè)特殊點(diǎn)，通過(guò)它的光線傳播方向不變，這個(gè)點(diǎn)叫做透鏡的光心，用字母“O”表示。凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會(huì)聚在主光軸上的一點(diǎn)，這一點(diǎn)叫做焦點(diǎn)。凸透鏡的兩側(cè)各有一個(gè)焦點(diǎn)，且相對(duì)于光心對(duì)稱，焦點(diǎn)用字母“F”表示。焦點(diǎn)到凸透鏡光心的距離叫做焦距，用字母“f”表示。由于凸透鏡具有會(huì)聚光線的作用，所以也叫會(huì)聚透鏡。射向凹透鏡的光，經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散，由于凹透鏡具有發(fā)散光線的作用，所以也叫發(fā)散透鏡。  
物體到凸透鏡的距離大于2倍焦距時(shí)，成倒立、縮小的實(shí)像;物體到凸透鏡的距離在2倍焦距和焦距之間時(shí)，成倒立、放大的實(shí)像;物體到凸透鏡的距離小于焦距時(shí)，成正立、放大的虛像。  
透鏡的發(fā)展歷史  
早在我國(guó)西漢時(shí)期(公元前206～公元25《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中就有關(guān)于冰透鏡的記載：“削冰令圓，舉以向日，以艾承其影，則生火。”即我們今天所說(shuō)的削冰取火。據(jù)說(shuō)在尼羅河美索不達(dá)米亞文明時(shí)代，祭司在舉行宗教儀式時(shí)能夠“引天火下凡”，祭司所用的道具就是一個(gè)簡(jiǎn)單的凸透鏡，利用凸透鏡對(duì)光線有會(huì)聚作用這一特點(diǎn)把易燃物點(diǎn)燃。在大英博物館的埃及館里存放兩塊放大鏡，是在塔尼斯(Tanis)發(fā)現(xiàn)的，確定日期是公元150年。  
由此可見(jiàn)，早在古時(shí)候人們就已經(jīng)知道了透鏡具有聚焦和放大作用。阿爾哈金(Alhazen，965～1038)研究過(guò)球面鏡和拋物面鏡，首先發(fā)明了凸透鏡并描繪了人眼的構(gòu)造。  
1266年，培根(R.Bacon，1214～1294)*提出用透鏡矯正視力和采用透鏡組構(gòu)成望遠(yuǎn)鏡的可能性，并描繪過(guò)透鏡焦點(diǎn)的位置。  
1299佛羅倫薩人阿瑪?shù)?Armati)發(fā)明了眼鏡，從而解決了視力矯正問(wèn)題。  
波特(Porta，1535~1615)研究了附有凸透鏡的暗箱成像，討論了透鏡組合，發(fā)明了簡(jiǎn)易照相機(jī)。  
1609伽利略(GalileoGaliei，1564～1642)展出了人類歷一架按照科學(xué)理論制造出來(lái)的望遠(yuǎn)鏡。其實(shí)，最早發(fā)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡奧秘的不是伽利略，而是一位叫李普塞(Lippershey，1587～1619)的荷蘭商人。他在制造鏡片時(shí)，把一塊凸透鏡和一塊凹透鏡組合在一起往外看時(shí)，遠(yuǎn)處的景物就變近了。伽利略對(duì)此發(fā)現(xiàn)很感興趣，他用數(shù)學(xué)計(jì)算研究了用什么樣的鏡片組合在一起效果比較好，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，終于在1909年發(fā)明了世界上一架能放大32倍的望遠(yuǎn)鏡。他用自己發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀測(cè)，做出了許多有重大意義的發(fā)現(xiàn)。  
一架顯微鏡是荷蘭人詹森(Janssen，1588～1632)發(fā)明的。后來(lái)，意大利人馮特納(Fontana，1580～1656)對(duì)此做了重大改進(jìn)，把顯微鏡的目鏡從凹透鏡改為凸透鏡，使之具有近代顯微鏡的基本形式。  
目前，透鏡已經(jīng)用到電子顯微鏡、投影儀和照相機(jī)等等的物鏡上。透鏡的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)過(guò)程，其作用在各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮得*。  

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