凹透鏡是什麼？快速精確解答
凹透鏡，又常被稱為「發散透鏡」，是一種中間較薄、邊緣較厚的透明光學元件。當平行光線通過凹透鏡時，會被折射而向外發散，彷彿來自同一個焦點發出。因此，凹透鏡的主要特徵在於其「發散」的能力。在台灣生活中，很多人第一次接觸凹透鏡，往往是在學校自然課堂，或是在驗光配眼鏡時，驗光師會提到這種鏡片。
內容目錄
本篇文章將以台灣民眾的視角，深入淺出地介紹凹透鏡的原理、特性、應用領域、選購小撇步及常見疑問，並結合最新的專業研究與實際體驗，全面解答你對凹透鏡的所有疑問，讓你再也不會對這個主題感到霧煞煞！
什麼情況下需要凹透鏡？真實生活案例
假如你家中有近視的小朋友，去眼鏡行配眼鏡時，驗光師一定會和你提到「負度數」鏡片，也就是我們說的凹透鏡。台灣眼鏡市場根據健保署統計，國小學童近視率超過五成，幾乎所有近視鏡片都離不開凹透鏡的應用。除此之外，許多科學實驗、光學儀器、甚至是一些特殊攝影鏡頭，也都靠凹透鏡來達到特定的效果。
凹透鏡的光學原理剖析
凹透鏡的結構與光線折射
凹透鏡的結構是什麼？簡單來說，就是「中央薄，邊緣厚」。當平行光線通過凹透鏡時，因為折射定律，光線會向外發散，看起來像是從一個虛擬的焦點發出。我們可以用下圖來說明：
| 光線經過凹透鏡 | 結果 |
|---|---|
| 平行主軸進入 | 經過鏡片後，向外發散 |
| 焦點延長線進入 | 經鏡片後平行主軸離開 |
這個「發散」的特性，是凹透鏡最重要的光學行為。它和凸透鏡（會讓光線聚焦）正好相反。
凹透鏡的公式與計算
凹透鏡的成像公式和凸透鏡一樣，都是：
1/f = 1/u + 1/v
- f：鏡片焦距（對凹透鏡來說，焦距是負值）
- u：物距（物體到鏡片的距離）
- v：像距（成像到鏡片的距離）
重點：凹透鏡只能產生虛像，影像縮小且正立。
凹透鏡的主要特性總整理
讓我們用簡單清單，直接歸納凹透鏡的重點特性：
- 形狀：中間薄、邊緣厚
- 焦距：負值
- 主要作用：讓平行光線發散
- 成像性質：只能產生縮小、正立的虛像
- 常見用途：近視眼鏡、光學儀器