要用几何方法说明物距、像距关系,首先要明白薄透镜成像的规律。
如图,凸透镜的焦点为F、F',a为任意的一条入射光线,与a平行的虚线过光心并与焦平面F'相交于点P。与a对应的出射光线b则通过P点。这是薄透镜傍轴成像规律。平行光线射向凸透镜,它们会汇聚于焦平面上(即过焦点的垂直于光轴的平面);另外,还有一条规律,过光心的光线传播方向不变。结合这两条规律,就可画出任意一条入射光线的出射光线,包括平行于光轴入射的光线。此为薄透镜 (凸透镜)傍轴成像规律。
下面分别用上述方法画出薄凸透镜傍轴成像时,物距 u<f ,f<u<2f ,u=2f,u>2f 的示意图。
u<f 的情形
f<u<2f 的情形
u=2f 的情形
u>2f的情形