光學(xué)知識點大匯總
“一焦分虛實,二焦分大小;虛像同側(cè)正;實像異側(cè)倒,物運像變小”
口決二:
三物距、三界限,成像隨著物距變;
物遠(yuǎn)實像小而近,物近實像大而遠(yuǎn)。
如果物放焦點內(nèi),正立放大虛像現(xiàn);
幻燈放像像好大,物處一焦二焦間;
相機(jī)縮你小不點,物處二倍焦距遠(yuǎn)。
口決三:
凸透鏡,本領(lǐng)大,照相、幻燈和放大;
二倍焦外倒實小,二倍焦內(nèi)倒實大;
若是物放焦點內(nèi),像物同側(cè)虛像大;
一條規(guī)律記在心,物近像遠(yuǎn)像變大。
6、為了使幕上的像“正立”(朝上),幻燈片要倒著插。
7、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏,我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán),并非調(diào)焦距,而是調(diào)鏡頭到膠片的距離,物離鏡頭越遠(yuǎn),膠片就應(yīng)靠近鏡頭。
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七、眼睛和眼鏡
1、成像原理: 人的眼睛像一架神奇的照相機(jī),晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭(凸透鏡),視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立,縮小的實像,分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,人就可以看到這個物體了。
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1、近視及遠(yuǎn)視的矯正:
近視眼:成像于視網(wǎng)膜之前,看不清遠(yuǎn)處的景物,用凹透鏡矯正。
遠(yuǎn)視眼:成像于視網(wǎng)膜之后,看不清近處的景物,用凸透鏡矯正。
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八、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡
1、顯微鏡: 顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡,每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個凸透鏡,靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡,靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個放大的實像,道理就像投影儀的鏡頭成像一樣;目鏡的作用則像一個普通的放大鏡,把這個像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用,我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。
2、望遠(yuǎn)鏡:由兩組透鏡組成的。我們能不能看清一個物體,它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小,但它離我們的眼睛很近,再加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大。
望遠(yuǎn)鏡能使遠(yuǎn)處的物體在近處成像。
伽利略望遠(yuǎn)鏡:目鏡為凹透鏡,物鏡為凸透鏡。
開普勒望遠(yuǎn)鏡:目鏡物鏡都是凸透鏡,但是目鏡的焦距較小(物鏡焦距長,目鏡焦距短)。
一、光的直線傳播
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1、光現(xiàn)象:包括光的直線傳播、光的反射和光的折射。
2、光源:能夠發(fā)光的物體叫做光源。
l??????? 光源按形成原因分,可以分為自然光源和人造光源。
例如,自然光源有太陽、螢火蟲等,人造光源有如蠟燭、霓虹燈、白熾燈等。
l??????? 月亮不是光源,月亮本身不發(fā)光,只是反射太陽的光。
3、光的直線傳播:光在真空中或同一種均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的,光的傳播不需要介質(zhì)。???
?? 大氣層是不均勻的,當(dāng)光從大氣層外射到地面時,光線發(fā)了了彎折(海市蜃樓、早晨看到太陽時,太陽還在地平線以下、星星的閃爍等)
?? 光沿直線傳播的現(xiàn)象:小孔成像、井底之蛙、影子、日食、月食、一葉障目。
l??????? 光沿直線傳播的應(yīng)用:
① 激光準(zhǔn)直.? 排直隊要向前看齊.? 打靶瞄準(zhǔn)
②影的形成:光在傳播過程中,遇到不透明的物體,由于光是沿直線傳播的,所以在不透光的物體后面,光照射不到,形成了黑暗的部分就是影。
③日食月食的形成日食的成因:當(dāng)月球運行到太陽和地球中間時,并且三球在一條直線上,太陽光沿直線傳播過程中,被不透明的月球擋住,月球的黑影落在地球上,就形成了日食.月食的成因:當(dāng)?shù)厍蜻\行到太陽和月球中間時,太陽光被不透明的地球擋住,地球的影落在月球上,就形成了月食.
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如圖:在月球后
1的位置可看到日全食,
在2的位置看到日偏食,
在3的位置看到日環(huán)食。

④ 小孔成像:小孔成像實驗早在《墨經(jīng)》中就有記載小孔成像成倒立的實像,其像的形狀與孔的形狀無 關(guān)。像可能放大,也可能宿小。
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?? 用一個帶有小孔的板遮擋在屏幕與物之間,屏幕上就會形成物的倒像,我們把這樣的現(xiàn)象叫小孔成像。前后移動中間的板,像的大小也會隨之發(fā)生變化。這種現(xiàn)象反映了光沿直線傳播的性質(zhì)。小孔成像原理: 光在同一均勻介質(zhì)中,不受引力作用干擾的情況下沿直線傳播根據(jù)光的直線傳播規(guī)律證明像長和物長之比等于像和物分別距小孔屏的距離之比。

4、光線:用一條帶有箭頭的直線表示光的徑跡和方向的直線。(光線是假想的,實際并不存在)
??? 光線是由一小束光抽象而建立的理想物理模型,建立理想物理模型是研究物理的常用方法之一。
5、光速:光在不同物質(zhì)中傳播的速度一般不同,真空中最快.
?(1)光在真空中速度C=3×108m/s=3×105km/s;光在空氣中速度約為3×108m/s。光在水中速度為真空中光速的3/4,在玻璃中速度為真空中速度的2/3 。
雷聲和閃電在同時同地發(fā)生,但我們總是先看到閃電后聽到雷聲,這說明什么問題?這表明光的傳播速度比聲音快.
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(2)光年是長度的單位,1光年表示光在1年時間所走的路程,1光年=3×108米/秒×365×24×3600秒=9.46×1015米
注意:光年不是時間的單位。
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二、光的反射
1.????? 反射:光在兩種物質(zhì)的交界面處會發(fā)生反射。
我們能夠看見不發(fā)光的物體,是因為物體反射的光進(jìn)入了我們的眼睛。
?? 定義:光從一種介質(zhì)射向另一種介質(zhì)表面時,一部分光被反射回原來介質(zhì)的現(xiàn)象叫光的反射。任何物體的表面都會發(fā)生反射。
2.????? 探究實驗:探究光的反射規(guī)律
【設(shè)計實驗】把一個平面鏡放在水平桌面上,再把一張紙板ENF豎直地立在平面鏡上,紙板上的直線ON垂直于鏡面,如圖2-2所示。
一束光貼著紙板沿著某一個角度射到O點,經(jīng)平面鏡的反射,沿另一個方向

射出,在紙板上用筆描出入射光EO和反射光OF的徑跡。改變光束的入射方向,重做一次。換另一種顏色的筆,記錄光的徑跡。
取下紙板,用量角器測量NO兩側(cè)的角i和r。
【實驗表格】

【實驗現(xiàn)象和結(jié)論】在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內(nèi);反射光線、入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角(i=r)。
【注意】① 把紙板NOF向前或向后折,將看不到反射光線,這說明反射光線、入射光線在同一個平面內(nèi)。
② 如果讓光逆著反射光線的方向射到鏡面,那么,它被反射后就會逆著原來的入射光的方向射出。這表明,在反射現(xiàn)象中,光路是可逆的。
1.????? 光的反射定律:在反射現(xiàn)象中,反射光線、入射光線和法線都在同一個平面內(nèi);反射光線、入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角,反射角隨入射角的增大而增大,減小而減小,當(dāng)入射角為零時,反射角也變?yōu)榱愣取?/span>
?? (簡記為:三線共面、兩線分居、兩角相等)。
如圖2-3,垂直于鏡面的直線ON叫做法線;入射光線與法線的夾角i叫做入射角;反射光線與法線的夾角r叫做反射角。
2.????? 光的反射的兩種類型:漫反射和鏡面反射。
??????? 這兩種反射都遵循光的反射定律。
????? ⑴ 鏡面反射:
定義:射到物面上的平行光反射后仍然平行。 即入射光線平行,反射光線也平行,其他方向沒有反射光。
條件:反射面 平滑。
應(yīng)用:迎著太陽看平靜的水面,特別亮。黑板“反光”等,都是因為發(fā)生了鏡面反射
⑵ 漫反射:
定義:射到物面上的平行光反射后向著不同的方向 ,每條光線遵守光的反射定律。
條件:反射面凹凸不平。
應(yīng)用:能從各個方向看到本身不發(fā)光的物體,是由于光射到物體上發(fā)生漫反射的緣故。
練習(xí):☆請各舉一例說明光的反射作用對人們生活、生產(chǎn)的利與弊。
⑴有利:生活中用平面鏡觀察面容;我們能看到的大多數(shù)物體是由于物體反射光進(jìn)入我們眼睛。
⑵有弊:黑板反光;城市高大的樓房的玻璃幕墻、釉面磚墻反光造成光污染。
??? ☆把桌子放在教室中間,我們從各個方向能看到它原因是:光在桌子上發(fā)生了漫反射。
3.????? 如果想在平面鏡內(nèi)看到全身像,鏡子高度至少為身高的一半。
4.????? 畫反射光線或入射光線完成光路圖的方法:
l??????? 畫反射光線或入射光線完成光路圖的依據(jù)是光的反射定律。
l??????? 當(dāng)繪制完成的時候,圖中必須包含以下元素:平面鏡、入射光線、反射光線(標(biāo)好箭頭)、入射角和反射角相等的標(biāo)志(如果給出角度,還要標(biāo)好角度)、法線(虛線)和垂直標(biāo)志。
l??????? 已知平面鏡、入(反)射光線、入(反)射角時,先過入(反)射點作法線。然后在法線的另一側(cè)量出與入(反)射角相等的角,作出反(入)射光線。最后將其他元素補(bǔ)全。
l??????? 已知入射光線、反射光線時,先作兩線交角的角平分線,作為法線。然后過兩線交點作垂直于法線的平面鏡。最后將其他元素補(bǔ)全。
7、面鏡:
⑴平面鏡:??
成像特點:正立,等大,等距,垂直,虛像
①像、物大小相等
????????????? ②像、物到鏡面的距離相等。
????????????? ③像、物的連線與鏡面垂直
④物體在平面鏡里所成的像是虛像。
成像原理:光的反射定理
作? 用:成像、 改變光路
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實像和虛像:
實像:實際光線會聚點所成的像,可以用屏接到,也可以用眼睛看到。
虛像:反射光線或折射光線反向延長線的會聚點所成的像,只能用眼睛看到,不能用屏接到。

平面鏡的應(yīng)用:水中的倒影;平面鏡成像;潛望鏡。
⑵球面鏡
凹面鏡:
?定義:用球面的 內(nèi) 表面作反射面。
性質(zhì):凹鏡能把射向它的平行光線 會聚在一點;從焦點射向凹鏡的反射光是平行光
?????? 應(yīng) 用:太陽灶、手電筒反射面、汽車頭燈,天文望遠(yuǎn)鏡。
凸面鏡:
?定義:用球面的 外 表面做反射面。
?????? 性質(zhì):凸鏡對光線起發(fā)散作用。凸鏡所成的象是縮小的虛像
?????? 應(yīng)用:汽車后視鏡,路面拐彎處的反光鏡。
練習(xí):☆在研究平面鏡成像特點時,我們常用平板玻璃、直尺、蠟燭進(jìn)行實驗,其中選用兩根相同蠟燭的目的是:便于確定成像的位置和比較像和物的大小。
☆ 汽車司機(jī)前的玻璃不是豎直的,而是上方向內(nèi)傾斜,除了可以減小前進(jìn)時受到的阻力外,從光學(xué)角度考慮這樣做的好處是:使車內(nèi)的物體的像成在司機(jī)視線上方,不影響司機(jī)看路面。汽車頭燈安裝在車頭下部:可以使車前障礙物在路面形成較長的影子,便于司機(jī)及早發(fā)現(xiàn)。
三、顏色及看不見的光
1、白光的組成:紅,橙,黃,綠,藍(lán),靛,紫.白色光不是單色光。
??? 單色光:不能再分解的色光?? 復(fù)色光:由其他色光混合而成的色光
(1)光的色散:太陽光用三棱鏡可以分解成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色光的現(xiàn)象。雨后的彩虹就是光的色散現(xiàn)象。
(2)色光的三原色:紅、綠、藍(lán);(三種色光按照不同比例混合可以產(chǎn)生各種顏色的光)
? 顏料的三原色是:紅、黃、藍(lán)。
顏料的混合原理是:兩種顏料混合色是它們都能反射的色光,其余的色光都被這兩種顏料吸收掉了.色光的混合原理是:兩種色光混合后使眼睛感覺到了另一種顏色.彩色電視機(jī)里的各種顏色是怎樣產(chǎn)生的呢?通過用放大鏡觀察,就可以發(fā)現(xiàn),電視機(jī)屏幕上顯現(xiàn)出畫面的豐富多彩的顏色,都是由紅、綠、藍(lán)三色光條合成的.
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光照到物體表面上時,有一部分光被物體反射,一部分光被吸收,如果物體是透明的,還有一部分光會透過它。
不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的,反射什么顏色的光,就呈現(xiàn)什么顏色。透明物體的顏色是由它透過的色光決定的,通過什么顏色的光,就呈現(xiàn)什么顏色。
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2、看不見的光
(1)光譜:把光按紅,橙,黃,綠,藍(lán),靛,紫的順序排列起來,就是光譜
(2)紅外線:太陽光色散區(qū)域(光譜)中,紅光外側(cè)的不可見光叫做紅外線,????? 紅外線能使被照射的物體發(fā)熱(如太陽的熱就是以紅外線傳送到地球上??????? 的),具有熱效應(yīng)所有物體都在不停的向外輻射紅外線。
(3)應(yīng)用:紅外探測器﹑紅外照相機(jī)﹑紅外夜視儀﹑追蹤導(dǎo)彈、遙控
(4)紫外線:太陽光色散區(qū)域中,紫光外側(cè)的不可見光叫做紫外線。紫外線能使????? 熒光物質(zhì)發(fā)光,另外還可以滅菌 。
(5)應(yīng)用:驗鈔機(jī)﹑紫外線殺菌。特點:促進(jìn)鈣質(zhì)吸收、殺死微生物、熒光物質(zhì)???? 發(fā)熒光。
(6) 霧燈用黃光的理由:不易被空氣散射,人眼對黃光敏感。
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四、光的折射
1、定義:光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時,傳播方向一般會發(fā)生變化;這種現(xiàn)象叫光的折射現(xiàn)象。
?? 理解:光的折射與光的反射一樣都是發(fā)生在兩種介質(zhì)的交界處,只是反射光返回原介質(zhì)中,而折射光則進(jìn)入到另一種介質(zhì)中,由于光在在兩種不同的物質(zhì)里傳播速度不同,故在兩種介質(zhì)的交界處傳播方向發(fā)生變化,這就是光的折射。
注意:在兩種介質(zhì)的交界處,既發(fā)生折射,同時也發(fā)生反射
2、光的折射定律:三線同面,法線居中,空氣中角大,光路可逆
⑴折射光線,入射光線和法線在同一平面內(nèi)。
⑵折射光線和入射光線分居與法線兩側(cè)。
⑶? 光從空氣斜射入水或其他介質(zhì)中時,折射角小于入射角,屬于近法線折射。
??? 光從水中或其他介質(zhì)斜射入空氣中時,折射角大于入射角,屬于遠(yuǎn)法線折射。
??? 光從空氣垂直射入(或其他介質(zhì)射出),折射角=入射角= 0 度。
3、應(yīng)用:從空氣看水中的物體,或從水中看空氣中的物體看到的是物體的虛像,看到的位置比實際位置 高
練習(xí):☆池水看起來比實際的 淺 是因為光從 水中斜射向 空氣中時發(fā)生折射,折射角大于入射角。
☆藍(lán)天白云在湖中形成倒影,水中魚兒在“云中”自由穿行。這里我們看到的水中的白云是由 光的反射 而形成的 虛像 ,看到的魚兒是由是由光的折射而形成的 虛像 ?。
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五、透鏡
1、名詞
透鏡:透明物質(zhì)制成(一般是玻璃),至少有一個表面是球面的一部分,且透鏡厚度遠(yuǎn)比其球面半徑小的多。
分類:凸透鏡:邊緣薄,中央厚
凹透鏡:邊緣厚,中央薄
主光軸:通過兩個球面球心的直線。
光心:(O)即薄透鏡的中心。性質(zhì):通過光心的光線傳播方向不改變。
焦點(F):凸透鏡能使跟主光軸平行的光線會聚在主光軸上的一點,這個點叫焦點。
虛焦點:跟主光軸平行的光線經(jīng)凹透鏡后變得發(fā)散,發(fā)散光線的反向延長線相交在主光軸上一點,這一點不是實際光線的會聚點,所以叫虛焦點。
????? 焦距(f):焦點到凸透鏡光心的距離。
?
2、透鏡及對光線的作用


六、凸透鏡成像規(guī)律及其應(yīng)用
1、實驗:實驗時點燃蠟燭,使?fàn)T焰、凸透鏡、光屏的中心大致在同一高度,目的是:使?fàn)T焰的像成在光屏中央。
若在實驗時,無論怎樣移動光屏,在光屏都得不到像,可能得原因有:①蠟燭在焦點以內(nèi);②燭焰在焦點上③燭焰、凸透鏡、光屏的中心不在同一高度;④蠟燭到凸透鏡的距離稍大于焦距,成像在很遠(yuǎn)的地方,光具座的光屏無法移到該位置。
2、實驗結(jié)論:(凸透鏡成像規(guī)律)
F分虛實,2f大小,實倒虛正, (一倍焦距分虛實,兩倍焦距分大小,像的移動方向與物體相同)
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通過上述表格,可總結(jié)出凸透鏡成像的規(guī)律有(常用):

(2)像距越大,成像也越大.(類似于小孔成像)

(3)成實像時物距u與像距v誰更大,則它對應(yīng)的物(像)也大
(4)物像總沿同方向移動
①成實像時(異側(cè)):u↑,v

②成虛像時(同側(cè)):u,v
應(yīng)用:放大鏡(成更大的像)→適當(dāng)遠(yuǎn)離報紙.
(5)物距u=f時,為成像最大點.物體越靠近焦點,成像越大

(6)成實像時,物距u與像距v之和u+v≥4f.(當(dāng)u=v=2f時,取等號)
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4、對規(guī)律的進(jìn)一步認(rèn)識:
⑴u=f是成實像和虛像,正立像和倒立像,像物同側(cè)和異側(cè)的分界點。
⑵u=2f是像放大和縮小的分界點
⑶當(dāng)像距大于物距時成放大的實像(或虛像),當(dāng)像距小于物距時成倒立縮小的實像。

“一焦分虛實,二焦分大?。惶撓裢瑐?cè)正;實像異側(cè)倒,物運像變小”
口決二:
三物距、三界限,成像隨著物距變;
物遠(yuǎn)實像小而近,物近實像大而遠(yuǎn)。
如果物放焦點內(nèi),正立放大虛像現(xiàn);
幻燈放像像好大,物處一焦二焦間;
相機(jī)縮你小不點,物處二倍焦距遠(yuǎn)。
口決三:
凸透鏡,本領(lǐng)大,照相、幻燈和放大;
二倍焦外倒實小,二倍焦內(nèi)倒實大;
若是物放焦點內(nèi),像物同側(cè)虛像大;
一條規(guī)律記在心,物近像遠(yuǎn)像變大。
6、為了使幕上的像“正立”(朝上),幻燈片要倒著插。
7、照相機(jī)的鏡頭相當(dāng)于一個凸透鏡,暗箱中的膠片相當(dāng)于光屏,我們調(diào)節(jié)調(diào)焦環(huán),并非調(diào)焦距,而是調(diào)鏡頭到膠片的距離,物離鏡頭越遠(yuǎn),膠片就應(yīng)靠近鏡頭。
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七、眼睛和眼鏡
1、成像原理: 人的眼睛像一架神奇的照相機(jī),晶狀體相當(dāng)于照相機(jī)的鏡頭(凸透鏡),視網(wǎng)膜相當(dāng)于照相機(jī)內(nèi)的膠片。從物體發(fā)出的光線經(jīng)過晶狀體等一個綜合的凸透鏡在視網(wǎng)膜上行成倒立,縮小的實像,分布在視網(wǎng)膜上的視神經(jīng)細(xì)胞受到光的刺激,把這個信號傳輸給大腦,人就可以看到這個物體了。
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1、近視及遠(yuǎn)視的矯正:
近視眼:成像于視網(wǎng)膜之前,看不清遠(yuǎn)處的景物,用凹透鏡矯正。
遠(yuǎn)視眼:成像于視網(wǎng)膜之后,看不清近處的景物,用凸透鏡矯正。
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八、顯微鏡和望遠(yuǎn)鏡
1、顯微鏡: 顯微鏡鏡筒的兩端各有一組透鏡,每組透鏡的作用都相當(dāng)于一個凸透鏡,靠近眼睛的凸透鏡叫做目鏡,靠近被觀察物體的凸透鏡叫做物鏡。來自被觀察物體的光經(jīng)過物鏡后成一個放大的實像,道理就像投影儀的鏡頭成像一樣;目鏡的作用則像一個普通的放大鏡,把這個像再放大一次。經(jīng)過這兩次放大作用,我們就可以看到肉眼看不見的小物體了。
2、望遠(yuǎn)鏡:由兩組透鏡組成的。我們能不能看清一個物體,它對我們的眼睛所成“視角”的大小十分重要。望遠(yuǎn)鏡的物鏡所成的像雖然比原來的物體小,但它離我們的眼睛很近,再加上目鏡的放大作用,視角就可以變得很大。
望遠(yuǎn)鏡能使遠(yuǎn)處的物體在近處成像。
伽利略望遠(yuǎn)鏡:目鏡為凹透鏡,物鏡為凸透鏡。
開普勒望遠(yuǎn)鏡:目鏡物鏡都是凸透鏡,但是目鏡的焦距較?。ㄎ镧R焦距長,目鏡焦距短)。