Question

实验中有时需要将一束粗平行光变成细平行光，这时可以利用两块透镜的组合来解决．请在图中的方框中画出它们的组合方式，并分别写出两块透镜间的距离s跟两块透镜的焦距f₁、f₂的关系．

Answer 1

分析：根据图示的情况，可以发现一个光学元件是不能达到目的，就要用到两个光学元件进行组合．最终的出射光线与原来的入射光线相比，虽然都是平行光，但其更加会聚了，因此可以确定，首先要放置一个会聚透镜．
出射光线的最上面的一条有可能是与入射光线的最上面的是一条光线，也有可能是与最下面的入射光线是一条，因此要讨论．

解答：解：
（1）当两条最上面的光线是一条光线时，首先经过凸透镜的会聚，然后要在经过凹透镜的发散才能在最上面．因为出射光线与入射光线都是平行光，所以第一次折射后的折射光线要过凸透镜的焦点，第二次的入射光线要射向凹透镜的另一个焦点．且两个透镜的焦点重合在F点．答案如图所示：
若设第一个凸透镜的焦距为f₁，凹透镜的焦距为f₂．由此可知两块透镜的距离s跟两个透镜到各自焦点的距离f₁、f₂的关系是：s=f₁-f₂．
（2）当最下面的出射光线与最上面的光线相对应时，光线经过凸透镜折射后要会聚于一点，即其右焦点；此时的光线要过第二个凸透镜的左焦点，然后平行射出才出现图示的现象．故答案如图所示：

若设第一个凸透镜的焦距为f₁，第二个凸透镜的焦距为f₂．由此可知两块透镜的距离s跟两个透镜到各自焦点的距离f₁、f₂的关系是：s=f₁+f₂．

点评：在此题中，不仅要正确地画出凸透镜与凹透镜的位置，更要明确地明确地标出其焦点的位置关系．