1樓：
凸透鏡成像，與人眼的觀察無關。
利用幾何知識，可以證明，平行光，經過球面凸透鏡後，一定都經過同乙個點，且該點到透鏡中軸的距離，等於焦距 f ，即圖中兩紅色虛線的間距。
我們初中的物理實驗，使用的是最簡單的，較薄的球面凸透鏡，很多結論，都是在很薄的情況下，「近似」處理的。但是，當凸透鏡較厚時，這些「近似」就不成立了。所以初中的課本會說，「經過凸透鏡光心的光線，其傳播方向不變」，這僅針對，足夠薄的球面凸透鏡。
還有，此規律僅對球面透鏡成立，對於非球面透鏡不成立；平行光，經過非球面透鏡後，不同區域的光線匯聚於不同的位置，產生一系列的焦點，故沒有固定的焦點和焦距，只存在由無數個亮點組成的「焦線」；圖暫時不畫了，大家可以考慮，眼睛散光的形成，來自不同方向的光線，經過折射，偏移量不同，那就是乙個非球面透鏡的例子。
至於透鏡的材質，那當然有影響啦。對於同樣形狀的透鏡，用同一束光照射時，材質的折射率 與環境的折射率 的比值越大，那光線偏轉得越明顯，測得的焦距也越短。
2樓：龔健男
首先說下，個人一直覺得，學物理這個事，從生活中找一些有意思的小模擬當然是「深入淺出」有助於理解的，而直接用數學表達看起來會抽象困難很多。但語言描述終歸是冗長且含糊的，要想真正搞清楚是怎麼回事的話，從數學的角度入手絕對是最簡潔透徹的方法。
如圖一條光線在二維平面中可以用兩個引數表示： ，類似於中學常用截距與斜率表示一條直線
而矩陣光學中，光線的傳播相當於做了乙個線性變換
光線自由傳播距離 ，變換矩陣為 ,
, 光線傳播 後，角度不變， 方向等比例增加了
而透鏡也不過是乙個變換矩陣，
（ ）以及（ ）這兩個情況就是對應的平行光入射，以及穿過中心入射。可以代入進去看看變換後的光線，是符合幾何光學對透鏡的描述的。
有了這些數學表達，你就可以忘了光路圖，忘了折射，忘了實像虛像，放大縮小這些文字概念，一切用數學說明就行了。
一道光線先自由傳播一段距離 ，然後經過焦距為 的透鏡，再傳播一段距離 ，表示為乙個線性變換就是三個矩陣相乘：
看起來很複雜，因為這表示的是一般情況。而當 滿足 ，也就是所學的高斯公式時，變換矩陣就會大大簡化。
，其中 。
對於入射光線 ，出射光線為 ,
從 射出的各個方向的光線，最後都會匯聚到 的地方，這就是成像， 就是放大率。 的正負就是像的正與倒。而 ，就是像距，物距，它們的正負決定虛實， 虛物就是為負，虛像就是 為負。
所有這些眼花繚亂的概念，在數學上就是乙個符號上的區別而已。
而至於人眼只是負責觀察，和透鏡本身的作用沒關係，以上的一切過程都不依賴於人眼的功能來定義。要實在想引入人眼那就是外加了乙個透鏡（晶狀體）以及光屏（視網膜）。高讚的畫圖畫得已經很清晰明了了，高讚的圖也是基於矩陣光學畫的，我寫這篇回答也算是一種補充吧。
凸透鏡的焦距f和什麼有關係。是組成凸透鏡的兩個虛擬球面的半徑嗎?和透鏡的厚度有關係嗎？
3樓：
首先，傍軸條件下，球面鏡光軸上一點可以成像。光軸繞球心旋轉即可成實物像(球面鏡半徑很大，傍軸條件和光軸旋轉都可成立)
第二，透鏡是兩個球面鏡，平行光穿過第一球面鏡後聚焦於前一球面鏡的焦點，即在前一球面鏡的焦點成像，而此實像又在後一球面鏡成像，這個像點是整個透鏡真正的焦點。
4樓：思不可泳
我就只說說關於問題中的人眼的問題吧
所謂凸透鏡成像，本來就沒有人眼什麼事啊。
簡單來說，就是物點經透鏡變成像點，這就是成像過程，然後根據透鏡的性質，物距的不同所成像點的位置也就不同。這個成像的過程是客觀存在的，不管你眼睛看不看，它都在那。只是平時做事實驗的話，還是眼見為實。
5樓：Echo
主要回答一下題主關於人眼成像的問題。
成像的定義是與人眼無關的，只要從A點發出的同心光束/球面波，經過成像系統的變換，形成另一系列同心光束/球面波匯聚在B點，就可以說A點成像在B點。如果乙個點集（物）中的各個點都成像，形成另乙個點集（像），我們就可以考慮放大倍數，這也不依賴於人眼。用人眼和尺子去測量物（或像）的大小，要將尺子放在物（或像）同一位置，再同時成像於視網膜，則尺子與物（或像）在人眼中的放大倍數相同，而物與像的相對大小不因人眼而改變。
初高中教材不考慮人眼，是因為（1）成像與人眼無關；（2）凸透鏡本來就是乙個最簡單的理想模型，用於研究學習最基本的成像規律；（3）人眼成像的規律，也可以用凸透鏡成像的規律近似描述。
許多初高中老師說不清楚人眼成像，是因為他們把人眼當成光屏——最直接的結果就是解釋不清人眼是如何觀察到凸透鏡成的虛像的。
最簡單的人眼模型至少是乙個焦距可變的凸透鏡（晶狀體等）+光屏（視網膜）。這樣我們就可以很簡單地在光路中加入人眼——對於給定的相距（眼睛的軸向長度），選擇適當的物距（前後移動頭部）和焦距（改變晶狀體屈曲程度），以凸透鏡所成的像為物，再通過人眼成一次像。
例如對於凸透鏡成實像：
注意幾點：（1）人腦會對視網膜上的像進行翻轉，所以看到的是倒立的像；（2）根據惠更斯原理，凸透鏡所成像上各點均可看作光源，所以即使在像的位置放上光屏，對光進行散射，也不影響人眼再次成像；（3）如果把人眼誤當作光屏，置於凸透鏡所成像的位置，對人眼考慮成像公式 ，此時u=0，無論人眼如何變焦也無法成像。
對於凸透鏡成虛像：
類似的，（1）人腦會對視網膜上的像進行翻轉，所以看到的是正立的像；（2）根據惠更斯原理，透鏡右側的光可以看作以虛像上各點為光源發出的光，人眼相當於對虛像相同位置和大小的物體進行成像，在視網膜上成的還是實像；（3）如果把人眼誤當作光屏，則無法對凸透鏡發散的光線成像，也就無法解釋人眼為何可以看到虛像。
6樓：鹹魚院咕咕
初高中教材上找不到答案可以看看大學教材啊（當然看了之後可能會有種「你講的光學和我的不一樣」的感覺。。。
然後回答一下這些問題。首先需要知道幾何光學光線是一種在滿足一定近似條件下的理想模型，這裡分析的透鏡也是具有理想成像效能（沒有像差）的透鏡。
1. 在幾何光學作圖法的意義上你可以把這幾條規則當作透鏡的定義，因為只有滿足這些條件的透鏡才能理想成像。當然如果你把凸透鏡理解成「凸的透鏡」，通過光心的光線確實可以不沿直線傳播，但是這樣的透鏡做不到理想成像。
關於這個透鏡長什麼樣的問題，這個其實是可以算出來的，另乙個答主說是球面，這不完全正確，球面是在傍軸近似（也就是光線沿光軸傳播距離的平方遠大於在垂直光軸方向距離的平方）下的結果，沒有傍軸近似的話一般來說（沒記錯的話）是乙個四次曲面。計算用費馬原理可能會比折射定律方便一點。
2. 幾何光學作圖法畫出的那幾根特殊光線不是因為只能看到那幾根光線，而是這幾根光線最好畫且足夠確定物體像的位置。
另外，做光學實驗的時候觀察實像都是用光屏接受後用人眼觀察其漫反射光的，所以人眼對成像沒有影響。觀察虛像的話，虛像經過人眼透鏡在視網膜上成乙個實像，這樣你才能看到它。
3.這一點用1中說的方法也可以算出來。一般來說折射率越大相同形狀的透鏡焦距越短（傍軸近似下）。非傍軸的話折射率不能隨便亂動否則會不能理想成像。
既然題主對這個問題感興趣，最後簡單說下對這個問題的不同視角。
最簡單的乙個當然就是題主提到的這個幾何光學作圖法，所能給出的資訊也非常有限，只能給出已知焦距的透鏡的成像性質，但是沒法把焦距和透鏡本身的性質聯絡起來，數學上最簡單。
更進一步可以使用幾何光學的基本原理也就是費馬原理，用費馬原理可以給出幾何光學近似情況下透鏡形狀和材質對成像的影響，數學上比前乙個麻煩一些。
再進一步是惠更斯-菲涅爾原理，也就是光的標量波衍射理論，用這個理論分析成像問題還能夠給出更多的資訊（比如透鏡孔徑的影響，這也是為什麼天文望遠鏡口徑越大越好的原因），這個理論數學上就更複雜了算乙個透鏡要做兩次二重積分。
當然上面這個也是近似理論，更嚴格一點的是用麥克斯韋方程組，求解給定邊界條件下的波動方程，這個就麻煩得想摔筆了，還不一定能算出解析解，所以除非前面的近似理論不適用一般沒人這麼幹。
誰能深入淺出地講解一下基數的概念？
催眠 基數是對集合的元素進行計數。如果要計數的是有限集合，那麼結果是乙個特定的自然數，即元素的個數。如果是無限集合，相互之間不能簡單地通過元素的個數進行比較。但可以借助於一一對應來對無限集合的計數進行比較，這時的基數描述的應該是一種數量級，而不是一種具體的數量，比如偶數集合 自然數集合 有理數集合相...
誰能深入淺出地說說IT外包服務具體是怎樣的？
夏掰IT外包 隨著雲計算 機械人自動化 RPA 認知能力等技術的發展，越來越多的企業把生產工作 業務 系統架構都部署在雲中，這一切帶動了IT服務外包行業的快速發展，然而由此給企業帶來的安全隱患卻大大增加。如何確保資訊和資料的安全，將成為IT外包服務行業重要的任務。來自Everest Group公司的...
盼大神深入淺出的講解一下四維時空？
龍傲天 時間軸在外域 創世神一族神龍帝國的皇室成員對混沌虛空 廣義世界之外地域的統稱 已探明地域的稱呼 裡是一條直線。在廣義世界 以太原界 創世神一族的墓地 創世神界 創世神一族生活的世界 和狹義世界 包括神界 仙界 聖界 靈界 宇界 天界 人界 地界 怪界 鬼界 妖界和魔界等世界 本質 的合稱 裡...