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【网络画板】球面透镜的演示

本文,用网络画板来演示球面透镜的聚光效果。在《用网络画板演示光线折射定律》里面,我们构造了给定折射率的情况下的折射光路。不过那是平面折射,而且只有一次折射。而球面透镜的折射是两次,而且是曲面折射。当折射率改变的时候,聚焦效果随之而变。1【网络画板】用网络画板演示光线折射定律
工具/原料
1

电脑

2

网络画板

方法/步骤
1

用变量n来表示折射率。用两端圆弧代替球面透镜的截面。

2

某条平行于X轴的光线与左边的圆弧交于A点。实际上,可以先构造圆弧上的动点A,再构造入射光线。

3

过A作左边圆弧的切线,可以把这条切线视为折射面;根据折射率n,可以构造折射光线,与右边的圆弧交于点B。

4

同样的,过B作右边圆弧的切线,再根据折射率作出折射光线。注意,此时的折射率是1/n。

5

这三条折线构成了一个完整的光路;根据点A来构造这个光路的轨迹,就可以看到聚焦效果。这个聚焦,不能把平行光线聚焦到一个点上,因此,成像效果不会很好。注意,有时候会发生全反射现象,因为折射光线会消失。

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