在上一節,我們用了柱面透鏡來探究透鏡如何折射光線。然而要留意,由於柱面透鏡只向一個方向彎曲(),因此只能在一個平面上會聚或發散光線。事實上,球面透鏡是較常用的類型,其表面彎曲成球形(見),能夠在對稱軸上 \(360{}^\circ \) 任何一個平面上會聚或發散光線。
為了方便以後的討論,現在介紹一些用來描述透鏡的詞彙:
【光心、主軸】透鏡的中心,稱為光心 (optical centre)(見)。通過光心並垂直於透鏡的直線,稱為主軸 (principal axis)。
【主焦點、焦距(凸透鏡)】當一束平行光線垂直地射到凸透鏡上((a)),通過透鏡後的光束會會聚於主軸上某一點。這一點稱為主焦點 (principal focus)。而主焦點和光心之間的距離,就是凸透鏡的焦距 (focal length)。
【主焦點、焦距(凹透鏡)】當一束平行光線垂直地射到凹透鏡上((b)),通過透鏡後的光束像是由凹透鏡後主軸上某一點發散出來。這一點就是凹透鏡的主焦點了。同一道理,主焦點和光心之間的距離,就是凹透鏡的焦距了。
透鏡的光線圖是如何繪畫呢?在光線圖中,凸透鏡會用中左邊的符號表示,凹透鏡會用中右邊的符號表示。下方是繪畫凸透鏡光線圖和凹透鏡光線圖的基本步驟或要點,請分別參考和細閱(我們會在之後兩課更詳細地說明作圖法則):
【凸透鏡光線圖】
【凹透鏡光線圖】