在之前的學習,我們學會以作圖法找出透鏡的像。運用作圖法時,您有留意到透鏡的焦距為已知的參數嗎?以凸透鏡為例,當凸透鏡的焦距為未知,您知道如何找出其焦距嗎?下方便提供了其中一種測量凸透鏡焦距的方法。
首先在實驗場所方面,建議可在一間能見到窗外遠景的房間內進行()。所需的儀器()和量度的步驟如下所述:
【儀器】一塊屏幕、尺子及凸透鏡。
【步驟】量度凸透鏡焦距的步驟如下():
為何用凸透鏡把遙遠的景物投射到屏幕上,就能找到凸透鏡的焦距呢?接下來我們便會運用光線圖來說明。
記得在學習凸透鏡成像特性時,我們曾討論無窮遠物體的凸透鏡成像。原來當一組平行光線以一定角度射向凸透鏡時,通過透鏡後的光線會會聚在一個垂直於主軸的平面上()。這個平面距離凸透鏡一個焦距,故它稱為焦平面 (focal plane)。
換言之:
以平行光束照在凸透鏡上,不論光束的入射方向,其會聚的一點必定在焦平面上。
來自無窮遠物體的光線,到達透鏡時是平行的。光線通過透鏡後,會會聚於焦平面上。假若把屏幕放在焦平面所在的位置上,物體的像就顯現在屏幕上()。由此可以說明,為何在的量度裡,凸透鏡與屏幕之間的距離等於透鏡的焦距了。