模拟单个物体（可以用竖直线段代替）透镜成像光路图（分别画出放大和缩小的两种情形）的matable程序

在Matlab中创建模拟单个物体通过透镜成像的光路图，通常涉及到几何光学的基本原理和一些图形绘制技巧。下面是一个简单的例子，展示如何用Matlab生成放大和缩小的物距、像距和像的位置的图形：

% 定义常数
 focal_length = 50; % 透镜焦距
 magnification = [-1, 1]; % 放大(-1)和缩小(1)的倍率

for m = magnification
    % 物体位置
    object_distance = 100; % 可调整物体距离透镜的距离
    image_distance = object_distance * m / (1 - m); % 根据透镜公式计算像距
    
    % 创建图像坐标
    x_range = [-100:10:100];
    y_range = [x_range];
    
    % 创建透镜区域
    lens_region = sqrt((x_range-focal_length).^2 + y_range.^2) < focal_length;
    
    % 创建物点坐标
    object_points = object_distance * ones(size(x_range))';
    
    % 计算像点坐标
    if m == -1 % 缩小
        image_points = zeros(size(y_range));
        image_points(lens_region) = object_points(lens_region) ./ (image_distance - focal_length);
    else % 放大
        image_points = zeros(size(y_range));
        image_points(lens_region) = object_points(lens_region) .* (image_distance + focal_length);
    end
    
    % 绘制光路图
    plot(x_range, y_range, 'b', 'LineWidth', 1);
    hold on
    scatter3(object_points, zeros(size(object_points)), zeros(size(object_points)), 'ro', 'MarkerFaceColor', 'r');
    scatter3(image_points, zeros(size(image_points)), zeros(size(image_points)), 'go', 'MarkerFaceColor', 'g');
    axis equal; % 等轴测
    view(3); % 三维视角
    xlabel('x'); ylabel('y'); zlabel('z');
    title(sprintf('透镜成像 (%s倍)，物距%f, 像距%f', sign(m), object_distance, image_distance));
end