通径公式是一个基本的物理公式,它用于计算光线通过透镜时的像距离、物距离和焦距之间的关系。通径公式的一般形式为:
1/f = 1/v - 1/u
其中,f表示透镜的焦距,u表示物距离,v表示像距离。
通径公式的推导可以基于以下假设和公式:
假设入射光线是平行于透镜主光轴的,通过透镜后会汇聚于焦点上。
假设入射光线与透镜主光轴的交点是物距离u处,出射光线与主光轴的交点是像距离v处。
利用几何光学公式,可以得到入射光线的入射角等于出射光线的出射角。
基于以上假设和公式,我们可以推导出通径公式:
根据假设1,通过透镜汇聚于焦点上的光线,出射角度为0,因此出射光线与主光轴的交点在焦点上。
根据假设2,可以得到入射光线的方程:
y/u = y'/(v-f)
其中,y和y'分别表示入射光线与透镜主光轴的距离,以及出射光线与主光轴的距离。
利用假设3,可以得到入射光线的入射角度为:
θ = y/u
出射光线的出射角度为:
θ' = y'/(v-f)
因为入射角等于出射角,所以有:
θ = θ'
将θ和θ'代入上式,得到:
y/u = y'/(v-f)
移项,得到通径公式:
1/f = 1/v - 1/u
因此,通径公式可以基于以上假设和公式推导得出。它是一个非常重要的公式,可以用于计算透镜成像的相关参数,有着广泛的应用。