為什麼物體一點發出的所有方向的光經過凸透鏡後都會匯聚到一點？

01-14

對眼睛的成像有個疑惑，如題。為什麼一個點光源發出的所有方向的光，經過凸透鏡後都會聚集到一個點，也就是成一個像，而不是有很多個焦點？是由於雙凸面鏡的構造決定的嘛(想知道詳細光路圖解析)？那假如是一邊平一邊凸的凸面鏡(眼睛)，還會只聚集到一個點嘛？

謝不邀……

先問是不是，再問為什麼。
首先，你所提出的這一個問題，只是一個十分理想化的模型。適用於近軸光路，即光線傳播的軌跡離光軸（透鏡中心線）十分接近，夾角很小，以至於可以近似認為sin(u)=(u)的情況。

在這種情況下，無論是哪種凸透鏡（平凸透鏡、雙凸透鏡，凹凸透鏡，等）都能具有你所說的性質——點光源發出的光經過透鏡後能交於透鏡後同一點（但得保證物體距透鏡的距離大於焦距）。順便提一句，在這種理想的情況下，凹透鏡可以看做是「點光源發出的光經過透鏡後的反向延長線能交於同一點」。

然而，在實際的光學系統中，近軸光路模型並不成立，導致正弦近似關係不成立，因此會形成各種各樣的像差，也就是你所說的「有很多個焦點」。具體的像差的推導是一個十分複雜的問題，且種類很多，但基本情況如上所述。

一邊平一邊凸的叫單凸鏡，成像特點和雙凸鏡是一樣噠。

一束特定方向的光經過某個光學器件會怎樣傳播，可以話光路圖來確定，畫對介質界面處的折射角就可以。換句話說，光通過透鏡怎麼傳播，是折射定律決定的。折射定律可以通過費馬原理推出來。微觀上來講，則可以通過光與介質原子的相互作用而推得。平時只考慮最表觀的折射定律就行啦！

百度近軸光路有真相

理想透鏡的作用是對光線做一個傅里葉變換。

首先，「一個點光源發出的所有方向的光，經過凸透鏡後都會聚集到一個點」，這個說法是不對的。舉個例子：如果這個點光源位於透鏡焦點，則經過透鏡後成為平行光線。

其次，如果認為平行光線經過透鏡能匯聚到一點，則你已經假定了這個透鏡是理想的。當然，在一般情況下，雙凸鏡和單凸鏡都可以認為是理想的。但是顯然這是不精確的，例如你看單反相機，需要一個透鏡組來修正成像過程中的誤差。

那是理想情況下，實際上都是成一個斑，至於眼睛，當成在視網膜上的斑小於一定直徑，大腦會把它處理成一個點的