Question

實驗中有時需要將一束粗平行光變成細平行光，這時可以利用兩塊透鏡的組合來解決．請在圖中的方框中畫出它們的組合方式，并分別寫出兩塊透鏡間的距離s跟兩塊透鏡的焦距f₁、f₂的關系．

Answer 1

分析：根據圖示的情況，可以發現一個光學元件是不能達到目的，就要用到兩個光學元件進行組合．最終的出射光線與原來的入射光線相比，雖然都是平行光，但其更加會聚了，因此可以確定，首先要放置一個會聚透鏡．
出射光線的最上面的一條有可能是與入射光線的最上面的是一條光線，也有可能是與最下面的入射光線是一條，因此要討論．

解答：解：
（1）當兩條最上面的光線是一條光線時，首先經過凸透鏡的會聚，然后要在經過凹透鏡的發散才能在最上面．因為出射光線與入射光線都是平行光，所以第一次折射后的折射光線要過凸透鏡的焦點，第二次的入射光線要射向凹透鏡的另一個焦點．且兩個透鏡的焦點重合在F點．答案如圖所示：
若設第一個凸透鏡的焦距為f₁，凹透鏡的焦距為f₂．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f₁、f₂的關系是：s=f₁-f₂．
（2）當最下面的出射光線與最上面的光線相對應時，光線經過凸透鏡折射后要會聚于一點，即其右焦點；此時的光線要過第二個凸透鏡的左焦點，然后平行射出才出現圖示的現象．故答案如圖所示：

若設第一個凸透鏡的焦距為f₁，第二個凸透鏡的焦距為f₂．由此可知兩塊透鏡的距離s跟兩個透鏡到各自焦點的距離f₁、f₂的關系是：s=f₁+f₂．

點評：在此題中，不僅要正確地畫出凸透鏡與凹透鏡的位置，更要明確地明確地標出其焦點的位置關系．