光路图在线绘制工具
计算像距和放大率，为会聚透镜、发散透镜、凹面镜或凸面镜绘制三条特殊光线。
浏览器内免费光学工具
绘制透镜或球面镜的光路图
选择一种光学元件，输入精确数值，结合高斯成像公式与三条特殊光线核对成像结果。无需账号或积分。
符号约定：会聚元件的焦距取正值，发散元件的焦距取负值。像距为正表示实像，为负表示虚像。
- 平行光线
- 过光心或球心 C 的光线
- 焦点光线
像距 v
15
放大率 m
-0.5
像的性质
实像
方向与大小
倒立和缩小
模型：在薄透镜或球面镜的近轴近似下，使用 1/f = 1/u + 1/v 和 m = -v/u。虚线表示形成虚像的反向延长线。接近焦点奇异位置时，图形显示范围会受限，但数值计算结果仍保持精确。
由 SciFig Team 审核更新于
什么是光路图？
光路图在线绘制工具计算光学成像的位置，并用特殊光线解释结果。本工具每次可计算一个会聚透镜、发散透镜、凹面镜或凸面镜。输入焦距、物距和物高，即可在浏览器本地求解高斯成像公式、判断像的性质，并导出可编辑的 SVG 或 PNG，无需上传数据。
透镜与球面镜光路图生成器
- 四种光学元件：在会聚透镜、发散透镜、凹面镜和凸面镜之间切换，无需更换工具。
- 精确输入数值：既可拖动滑块，也可直接输入焦距、物距和物高。
- 典型成像预设：比较物体位于 2F 以外、2F 处、F 以内，以及位于发散元件前方的情形。
- 即时判断像的性质：显示实像或虚像、正立或倒立，以及放大、等大或缩小。
- 本地计算：所有公式都在浏览器中求解，无需上传数据或注册账号。
- 确定的光路与数值：相同输入始终产生相同的光线路径和成像计算结果。
用三条特殊光线绘制成像光路
- 平行光线：入射时平行于主光轴，折射或反射后通过焦点，或看起来从焦点发散。
- 过光心或球心的光线：经过薄透镜光心时方向不变；对于球面镜，沿球心连线入射的光线反射后原路返回。
- 焦点光线：通过焦点或朝向焦点入射，出射后平行于主光轴。
- 主光轴：为物体、光学元件、焦点和像提供带符号的位置参照。
- 物体与像的箭头：根据计算得到的放大率，直接显示方向和相对高度。
- 虚线延长线：将虚像的作图线与表示实际光传播的实线区分开。
成像公式、符号约定与像的分类
- 高斯成像公式：在薄元件模型中，用 1/f = 1/u + 1/v 确定带符号的像距。
- 焦距符号：会聚透镜和凹面镜取正值，发散透镜和凸面镜取负值。
- 像距符号：按页面所示约定，v 为正表示实像，v 为负表示虚像。
- 放大率：m = -v/u 决定像高，并表明像是正立还是倒立。
- 焦点处的奇异情况：u = f 时像位于无穷远处，因此工具只绘制有限长度的平行光线，不绘制像的箭头。
- 导出光路图：下载 SVG 以继续编辑，或下载 PNG 用于练习题、幻灯片和报告。
光路图在线绘制工具 — 常见问题
关于光路图在线绘制工具的常见问题。
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