凹凸面鏡

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簡介

你可能觀察到，當你站在鏡子前時，你會得到一個正立的、虛的、大小相同的像。這裡，正立是指沒有倒立，虛像是指在鏡子的後面。

同樣，凹面鏡和凸面鏡形成的像具有不同的性質。有些像是正立的，有些是倒立的。此外，它可以是實像或虛像。如果根據大小比較，形成的像可以是相同大小的、放大的或縮小的。

在本教程中，將詳細討論凹面鏡和凸面鏡形成的像的所有這些性質。那麼，讓我們開始吧。

使用光線圖成像

首先，你需要了解使用光線圖成像。光線圖將使學習成像更容易。

在光線圖中，無限的光線將從放置在距鏡子一定距離的物體發出。一個物體有無限個光源點，每個點都輻射出一束光線。然而，我們將使用兩條光線來詳細瞭解光線圖。只用從物體發出的兩條光線來理解圖更容易，也更清晰。

光線圖

來自無限遠點的入射光線

凹面鏡

來自平行於主軸的無限遠點的入射光線將被反射，使其透過焦點 (F) 點。

凸面鏡

來自平行於主軸的無限遠點的入射光線將被反射遠離虛焦點 (F)。當發散光線在鏡子的後面延伸時，它似乎會在虛焦點 (F) 點匯聚。

圖片即將推出

圖片 1：來自無限遠的入射光線

與焦點 (F) 相交的入射光線

凹面鏡

當一條入射光線與凹面鏡的焦點 (F) 相交時，它將平行於主軸反射。

凸面鏡

當一條入射光線與凸面鏡的虛焦點 (F) 相交時，它將平行於主軸反射。

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圖片 2：與焦點 (F) 相交的入射光線

與曲率中心 (C) 相交的入射光線

凹面鏡

當入射光線與曲率中心 (C) 相交時，它沿相同路徑反射。結果，反射光線與入射光線重疊，並再次透過曲率中心 (C)。

凸面鏡

當入射光線與虛曲率中心 (C) 相交時，它沿相同路徑反射並與入射光線重疊。

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圖片 3：與曲率中心 (C) 相交的入射光線

在極點入射的光線

凹面鏡

當入射光線直接在極點入射時，它以與入射角 ($\angle$i) 相同的角度反射。這裡，反射定律 ($\angle$ i = $\angle$r) 成立。

凸面鏡

類似於凹面鏡，當入射光線與凸面鏡的極點 (P) 相交時，它以與入射角相同的角度反射。

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圖片 4：在極點 (P) 入射的光線

現在，你可能已經完全理解了在球面鏡（凹面鏡和凸面鏡）的不同點上的入射光線及其相應的反射光線。記住這個概念，讓我們學習凹面鏡和凸面鏡的成像。

凹面鏡和凸面鏡的成像

凹面鏡

物體在無限遠處

當物體放置在無限遠處時，像在焦點 (F) 處形成。它是實像、倒立的、點狀的。

物體在曲率中心 (C) 之外

如果物體放置在曲率中心 (C) 之外，像將在焦點 (F) 和曲率中心 (C) 之間形成。像是實像、倒立的、縮小的。

物體在曲率中心 (C)

當物體放置在曲率中心 (C) 時，像將在同一點，即曲率中心 (C) 與物體重疊。像是實像、倒立的、大小相同的。

物體放置在曲率中心 (C) 和焦點 (F) 之間

如果物體位於曲率中心 (C) 和焦點 (F) 之間，像將在曲率中心 (C) 之外形成。形成的像是實像、倒立的、放大的。

物體在焦點 (F)

當物體在焦點 (F) 時，像將在無限遠處獲得。也就是說，你將看不到像。它將是實像、倒立的、高度放大的。

物體在焦點 (F) 和極點 (P) 之間

如果物體位於焦點 (F) 和極點 (P) 之間，將形成一個虛像。也就是說，像將在鏡子的後面形成。它將是虛像和正立的。此外，像是放大的。

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圖片 5：成像：凹面鏡

凸面鏡

對於凸面鏡，鏡外有兩個實際位置適合放置物體。這是因為焦點、曲率中心等所有點都是虛的。

物體在無限遠處

當物體放置在無限遠處時，凸面鏡在虛焦點 (F) 處形成一個虛像和正立的像。形成的像是點狀的。

物體在無限遠和極點 (P) 之間

當物體位於無限遠點和極點 (P) 之間時，將在虛焦點 (F) 和極點 (P) 之間形成一個正立的、縮小的、虛像。

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圖片 6：成像：凸面鏡

結論

要回顧本教程，請閱讀下表，以簡要了解球面鏡形成的像。

物體位置	成像位置	像的性質	像的大小
在無限遠處	在焦點 (F)	實像 + 倒立	點狀
在曲率中心 (C) 之外	在 F 和 C 之間	實像 + 倒立	縮小
在曲率中心 (C)	在曲率中心 (C)	實像 + 倒立	相同大小
在曲率中心 (C) 和焦點 (F) 之間	在 C 之外	實像 + 倒立	放大
在焦點 (F)	在無限遠處	實像 + 倒立	高度放大
在焦點 (F) 和極點 (P) 之間	在鏡子後面	虛像 + 正立	放大

表 1. 凹面鏡

物體位置	成像位置	像的性質	像的大小
在無限遠處	在虛焦點 (F)	虛像 + 正立	點狀
在無限遠和極點 (P) 之間	在虛焦點 (F) 和極點 (P) 之間	虛像 + 正立	縮小

表 2. 凸面鏡

常見問題

Q1. 球面鏡形成的兩種型別的像是哪些？

球面鏡形成的像可以是實像/虛像和正立/倒立的。

Q2. 正立像是什麼意思？

正立像指的是與物體方向相同的像。換句話說，影像是正立的。

Q3. 正立像和倒立像是什麼？

倒立像是一個上下顛倒的像，而正立像與物體相同。

Q4. 虛像是指什麼？

在鏡子後面形成的像稱為虛像。