一個(gè)簡(jiǎn)單的薄透鏡具有兩個(gè)焦平面，它們由透鏡的幾何形狀以及透鏡與聚焦圖像之間的關(guān)系定義。穿過(guò)透鏡的光線將在焦平面處相交并進(jìn)行物理組合，而穿過(guò)透鏡的光線的延伸部分將與在主平面處從透鏡出射的光線相交。鏡頭的焦距定義為主平面和焦平面之間的距離，每個(gè)鏡頭的每側(cè)（前后）都有一組這些平面。本互動(dòng)教程探討了焦距和物體尺寸的變化如何影響由簡(jiǎn)單的薄透鏡形成的圖像的尺寸和位置。

一個(gè)簡(jiǎn)單的雙凸透鏡初始化，該透鏡位于稱為“ 對(duì)象 ”的灰色箭頭右側(cè)。從物體的光線被透鏡聚焦以形成圖像的透鏡（右手側(cè)）的圖像側(cè)。物體和圖像的高度分別由變量H（1）和H（2）表示，后者除以前者會(huì)產(chǎn)生透鏡放大率（M）。鏡頭和物體之間的距離由變量a表示，而到圖像的相應(yīng)距離由變量b表示。。因?yàn)橥哥R是對(duì)稱的，所以物側(cè)和像側(cè)的焦距相等（由變量f表示）?？梢酝ㄟ^(guò)在45至66毫米的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)“ 焦距”滑塊來(lái)同時(shí)更改焦距值。此外，可以使用“ 對(duì)象高度”滑塊在24到74毫米范圍內(nèi)更改此值。平移鏡頭時(shí)，薄透鏡方程也可以在對(duì)象下方實(shí)時(shí)求解。參觀者應(yīng)同時(shí)調(diào)整圖像高度和鏡頭焦距，并觀察其對(duì)圖像尺寸和位置的影響。

通過(guò)簡(jiǎn)單的雙凸薄玻璃透鏡的光線軌跡以及通過(guò)光線形成聚焦圖像所需的其他重要幾何參數(shù)如圖1所示。鏡頭的焦點(diǎn)由變量F表示，并且有兩個(gè)單獨(dú)的焦點(diǎn)，一個(gè)在鏡頭前面（在圖1的左側(cè)），另一個(gè)在鏡頭后面（右側(cè)）。透鏡的主平面由虛線表示，并且每個(gè)主平面與其相應(yīng)焦點(diǎn)之間的距離表示焦距（f）。因?yàn)閳D1中所示的雙凸透鏡是對(duì)稱的，所以主平面與透鏡表面的距離相等，并且前后焦距也相等。

鏡頭成像的物體（或樣本）位于鏡頭左側(cè)的物平面中，并由紅色箭頭表示，該紅色箭頭從光軸向上傳播，該光軸穿過(guò)鏡頭的中心，垂直于鏡頭中心。主飛機(jī)。光線從物體發(fā)出并穿過(guò)鏡頭（黃色箭頭），并從左向右穿過(guò)鏡頭，從而在鏡頭右側(cè)的像平面上形成放大的實(shí)像（紅色箭頭倒置）。鏡片的前主平面和樣品之間的距離稱為物距，并由變量a表示以類似的方式，從后主平面到圖像的距離（圖1中的變量b）稱為圖像距離。這些參數(shù)是定義簡(jiǎn)單鏡頭的幾何光學(xué)原理的基本元素，可用于計(jì)算鏡頭的重要屬性，包括焦距和放大倍數(shù)。

透鏡可以是正的或負(fù)的，這取決于它們是否會(huì)導(dǎo)致光線穿過(guò)到匯聚到一個(gè)單一的焦點(diǎn)，或發(fā)散從光軸向外進(jìn)入太空。正透鏡（如圖1所示）會(huì)聚平行于光軸的入射光線，并將它們聚焦在焦平面上以形成真實(shí)圖像。通常，正透鏡具有一個(gè)或兩個(gè)凸面，并且中間比邊緣更厚。正透鏡的一個(gè)特征是，當(dāng)它們放在物體和人眼之間時(shí)，它們會(huì)放大物體。相反，負(fù)透鏡使平行的入射光線發(fā)散并通過(guò)將穿過(guò)透鏡的光線的軌跡延伸到透鏡后面的焦點(diǎn)而形成虛像。負(fù)透鏡具有至少一個(gè)凹面，并且中間比邊緣更細(xì)。當(dāng)將負(fù)透鏡放在物體和眼睛之間時(shí)，它不會(huì)形成真實(shí)圖像，但是會(huì)減少（或通過(guò)形成虛像來(lái)縮小）對(duì)象的外觀大小。