【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎自學教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當于如今的初高中水平，其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的注解。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容，直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數(shù)理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學叢書6677版』上傳成文字版。?

第三章光學器件

【山話||? 本系列專欄中的力單位達因等于10??牛頓；功的單位爾格等于10??焦耳；熱量的單位卡路里等于4.186焦耳；電荷的單位靜庫（1庫倫=3×10?靜庫）；電勢的單位靜伏等于300伏特。另外這套老教材中力的單位常用公斤、克等，但如今是不允許的，力是不能使用質量單位的?！??

§3-7透鏡成象

【01】一個發(fā)光體（或一個被照明的物體），從它射出的光線，經(jīng)過透鏡折射以后，可以得到物體的象。實驗證實：隨著物體離開透鏡的位置和透鏡性質的不同，成的象也各不相同。下面就分別討論凸透鏡和凹透鏡成象的各種情況。

1、凸透鏡成象

【02】先用凸透鏡迎著太陽光，找出它焦點的位置，測出它的焦距 f；然后象圖3·44那樣，在凸透鏡的主軸上放置一支點燃的蠟燭，透鏡的另一側豎放一張白紙屏。這時候開始觀察成象的情況：先把蠟燭放得離開透鏡遠一些，使它們之間的距離（物距）大于透鏡焦距的兩倍，也就是 u > 2f；然后把紙屏前后移動，到某一個位置的時候，屏上就得到一個燭焰倒立、縮小的象。這個象是從物體（燭焰）射出的光線，經(jīng)過凸透鏡折射以后，在紙屏上實際會聚而成的。從各個方向向光屏看去，都能看見這個象的存在，這是物體（燭焰）的實象。這時候象的位置落在透鏡的焦點以外、兩倍焦距以內的地方。這說明，凸透鏡成象的時候，當物體放在兩倍焦距以外的地方（u > 2f），象的位置總是落在透鏡的焦點以外、兩倍焦距以內的地方（2f > v > f），象是倒立、縮小的實象，如圖3·44(a)所示。

【03】把蠟燭漸漸靠近凸透鏡，這時候要把紙屏向后移動（離開透鏡）才能夠在屏上顯出燭焰的實象來，蠟燭離開透鏡越近（物距 u 越?。傻南箅x開透鏡就越遠（象距 v 越大），屏上顯出的實象也越大、越暗。當物距縮小到等于透鏡焦距的兩倍時（u＝2f），象的位置也恰好落在透鏡另一側兩倍焦距的地方（v＝2f），象仍然是倒立的實象，大小恰好跟物體（燭焰）相等。

【04】繼續(xù)把蠟燭移近到兩倍焦距以內、焦點以外的地方（2f > u > f），要在屏上得到燭焰的象，就要把紙屏移到離開透鏡更遠一些的地方——透鏡的兩倍焦距以外（v > 2f），這時侯，屏上的象比燭焰大了，且更暗了，但仍舊是倒立的，如圖3·44(b)所示。

【05】當燭焰移近到透鏡的焦點上（u＝f），這時候無論把紙屏移動到什么地方，都不能得到物體的象，而只能在屏上看到一片亮光，這時候，折射光線是平行地射出去的。

【06】如果把燭焰繼續(xù)移近到凸透鏡的焦點以內（u < f），則無論怎樣移動紙屏，我們總得不到燭焰的實象，但是，如果在放置紙屏的那一側，用眼晴對著透鏡觀察，可以看見一個正立的、放大的、跟物體在同一側的燭焰的象。這個象不是光線實際會聚而成的，因此不能映在屏上，只能用眼睛對著透鏡才能看見它，它是燭焰的虛象，如圖3·44(c)所示。

2、凹透鏡成象

【07】研究凹透鏡成象的情況，也可以用跟上面相似的實驗方法。

【08】先來測定凹透鏡的焦距：在紙片上剪一個比凹透鏡略小的圓孔，用紙片遮住凹透鏡的邊緣，使孔的圓心正對著透鏡的光心，然后把凹透鏡正對著太陽光，如圖3·45所示。平行光（太陽光）經(jīng)過凹透鏡折射以后，就成為發(fā)散光束，讓它投射在二個白紙屏上，記下紙屏被光束照亮的圓面積的直徑 D、紙片上圓孔的直徑 d 和紙片離開紙屏的距離 L，從圖3·46三角形相似的關系中，可以得出比例關系?，即 ，∴?? 。

【09】根據(jù)這個結果就可以計算出凹透鏡的焦距 f? 。然后再把點燃的蠟燭放在凹透鏡的焦點以內或焦點以外的地方，同樣用一個紙屏在透鏡的另一側前后移動，這時候將會發(fā)現(xiàn)，無論把紙屏移到什么地方，屏上總不會得出燭焰的實象；但是，如果用眼睛對著凹透鏡觀察，則會通過透鏡看到，在物體的同一側有一個正立、縮小的虛象。