凹透镜,也被称为负球面透镜,具有薄的中心和厚的边缘,形状像凹的。因此,它也被称为凹透镜。凹透镜对光有散射作用。它通常用于近视眼镜,有多种形式,如双凹、平凹和半月板。
它用于成像的几何图形与凸透镜的几何图形相同。从物体顶部画出两条线:一条平行于主轴,穿过凹面透镜后偏转成发散光线,然后以相反的方向返回焦点;另一个穿过透镜的光学中心。这两条线在一个被称为物体图像的点上相交。物体通过凹透镜成像为直立的、缩小的和虚像,并且物体和图像在透镜的同一侧。
当物体是真实的时,图像是虚拟的、直立的和缩小的。它们的相对位置在凹透镜的同一侧。当物体是虚拟的,物体和凹透镜之间的距离小于一个焦距时,图像是真实的、直立的、放大的图像,物体和图像仍然在凹透镜的同一侧。当距离为一个焦距时,图像处于无穷远处。当距离在焦距的两到三倍之间时,图像在凹透镜的另一侧是一个虚拟的倒置图像。厚凹透镜的情况更为复杂。当它们足够厚时,它们可以成为伽利略望远镜,当它们更厚时,甚至可以成为凸透镜。
由凹透镜形成的虚像在透镜大的时候在透镜的另一侧,而在透镜与物体大小相同的时候在镜头的同一侧。当物体和凹透镜之间的距离是焦距的两倍时,图像和物体位于透镜的相对侧,并且图像被缩小和反转。凹透镜也被称为发散透镜,因为它能够分散光线。它的焦距是负的,这使它成为一个负透镜。成像公式和放大率公式与薄凹透镜情况下凸透镜的成像公式和放大率公式相同。
双凹透镜、平凹透镜和弯月透镜都是凹透镜的类型。连接两个曲面的曲率中心的线称为主轴,中心的点O称为光学中心。穿过光学中心的光线不会发生折射。穿过双凹面透镜的平行光线被折射并向各个方向发散。相反的延长线穿过点F,点F是虚拟焦点,位于与光源相同的一侧。镜头两侧各有两个虚拟焦点。凹透镜主要用于矫正近视,形成一个垂直且缩小的虚拟图像,使图像距离更长,并直接落在视网膜上。