使用双凸透镜放大

能够形成图像的单镜头（如双凸镜头）在为简单放大应用而设计的工具中很有用，例如放大镜、眼镜、单镜头相机、放大镜、取景器和隐形眼镜。本交互式程序探讨了如何使用简单的双凸透镜放大图像。

本程序以执行 1:1 放大倍率的镜头进行初始化，其中长颈鹿位于焦距的两倍处（镜头左侧），真实的倒像也位于镜头上焦距的两倍处图像大小。为了操作程序，使用鼠标光标向左（增加放大倍数）或向右（减少放大倍数）拖动镜头。随着镜头向左平移（靠近长颈鹿），长颈鹿的图像（镜头右侧）的尺寸会增加。当镜头远离长颈鹿时，长颈鹿的图像尺寸会减小，直到在无限远处（当镜头在最右侧时），焦平面上只出现长颈鹿的微小图像。

图 1 显示了穿过简单双凸薄玻璃透镜的光线轨迹，以及通过光线形成聚焦图像所需的其他重要几何参数。镜头的焦点由变量F表示，并且有两个独立的焦点，一个在镜头前面（在图 1 的左侧），一个在镜头后面（在右侧）。透镜的主平面用虚线表示，每个主平面与其各自焦点之间的距离表示焦距（f）。由于图 1 所示的双凸透镜是对称的，因此主平面与透镜表面的距离相等，前后焦距也相等。

被镜头成像的物体（或样品）位于物平面中，按照惯例位于镜头的左侧，并由从光轴向上行进的红色箭头表示，该箭头穿过镜头透镜的中心，垂直于主平面。穿过镜头的光线轨迹（黄色箭头）从物体发出，并从左到右穿过镜头，在镜头右侧的图像平面中形成放大的实像（倒置的红色箭头）。透镜前主平面与试样之间的距离称为物距，由变量a表示。在图 1 中。以类似的方式，从后主平面到图像的距离（图 1 中的变量b）称为图像距离。这些参数是定义简单镜头几何光学的基本要素，可用于计算镜头的重要属性，包括焦距和放大倍数。