假设凸透镜(1)的焦距为f1,凸透镜(2)的焦距为f2,两者靠得很近,两个凸透镜的ZX距离为d,以凸透镜(1)的透镜ZX用为合并以后的透镜的ZX。

有一束平行光射入透镜(1),在焦点处形成了一个亮点,放上凸透镜(2)后,以此亮点作为凸透镜(2)的物,那么这个物离开透镜(2)的距离为u2=-(f1-d)。由于凸透镜(2)的左侧为正,则右侧就是负,下面就可以利用凸透镜成像规律公式1/u2+1/v2=1/f2计算此时凸透镜(2)所成的像的位置了,有了这个像距就可以来计算凸透镜组合的焦距了。

先计算v21/[-(f1-d)]+1/v2=1/f2v2=1/[1/f2+1/(f1-d)]有了v2,再计算由凸透镜(2)形成的像离开凸透镜一的距离为v2+d,这个距离就是凸透镜组合的焦距了。那么就有下面凸透镜组合的公式为:f=1/[1/f2+1/(f1-d)]+d假设d=0,则组合透镜的焦距公式与凸透镜成像规律的公式是一样的,把f1、f2看成物距与像距就可以计算了。但是实际情况下,透镜之间是有距离的,因此是不可以忽略的。

下面我们通过计算来看看它的影响到底有多大,假设f1=10cm,f2=15cm,当它们距离d=0cm时,f=6cm;当d=1时,f=6.63;当d=2cm时,f=7.22cm;当d=3cm时,f=7.77cm。

从计算可以看出,当两个凸透镜的距离变化时,组合凸透镜的焦距是会发生变化的,距离增大,焦距也变大,当然这个距离应该有的限制,不能太大。组合透镜的焦距,随两透镜的距离增大而增大,增大的比例与d/f1值相当。