凹面鏡和凸透鏡焦距的測定

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引言

物體與鏡面之間的距離可以透過應用不同的鏡片理論來測量。反射定律是測量焦距的基本規則之一。在這種情況下，由於球面鏡內側曲面的反射一致性而形成的影像將遵循光的反射定律。本教程將討論凹面鏡和凸透鏡的相關資訊。

關於凹面鏡的資訊

球面鏡的反射面從內側彎曲，它可以像平面鏡一樣遵守光的反射定律。反射面的一致性使平面鏡成為會聚鏡的鏡子，即凹面鏡。凹面鏡可以將光線反射到一個焦點。

這種鏡子的主要用途是將光線聚焦到一個特定點上。在這個鏡子裡，影像的型別取決於鏡子和放置在同一條線上的物體之間的距離。

來自特定距離的光線平行地照射到鏡面前面的特定點上。此外，凹面鏡的先前用途是，它可以幫助根據透鏡的位置確定實際影像的位置。

圖1：凹面鏡原理

凸透鏡的描述

有助於安排透鏡位置，其中影像的距離有助於確定焦距值的透鏡是凸透鏡。當鏡子的曲線從球面外側彎曲時，凸透鏡出現在該位置，這對於理解物體與透鏡的距離很有價值。

這些透鏡可以減少從外部到達的光線，並使使用者能夠聚焦在一個點上以獲得清晰的視野。這個點是焦點 (f)，它有助於確定影像與球面鏡的距離。

圖2：凸透鏡

凹面鏡的焦距

凹面鏡指的是球面鏡，它可以反射內側彎曲的表面並遵循光的反射定律。考慮來自放置在一定距離處的物體的入射光線是平行的。上述過程足以使用凹面鏡找到焦距。

理論

當表面內彎曲以向前聚焦時，球面鏡可以反射。根據物理學原理，凹面鏡是相同的，因為它們始終遵循光的反射定律。當光線作為平行於表面的入射光線照射時，在一點上會聚的光線稱為凹面鏡的主焦點。

來自遠處物體的光線被認為是平行的。如果形成的像是實像、倒立且尺寸很小，則平行光線會在鏡面前面的某一點相遇。“f”代表凹面鏡的主軸“P”和焦點“F”之間的距離。此外，由於使用的是真實透鏡，影像可以獲得在螢幕上(Yasin & Khasanah, 2018)。在進行焦距測量實驗之前，理解凹面鏡和凸面鏡之間的區別至關重要。

圖3：凹面鏡和凸面鏡

使用的材料

想要進行焦距測定實驗的學生可以使用以下材料：

• 一個凹面鏡

• 一個固定鏡面位置的支架

• 一個放置鏡子的支架

• 一把用來測量距離的尺子

• 一個螢幕支架

利用上述材料，可以進行凹面鏡焦距的實驗。

步驟

物體之間的距離需要放置在超過50英尺的距離處。凹面鏡和鏡架需要放置在一定的距離並彼此相對放置。螢幕的放置是一個關鍵點，它被認為是鏡子的反射面。實驗的確定也取決於米尺，米尺需要放置在螢幕和鏡子之間的距離處。鏡子的距離需要與焦距相同 (Yin *et al.*, 2020)。學生需要重複相同的過程來估計焦距的平均值。

結論

在本教程中，重點介紹了凹面鏡焦距的測定及其具體要求。從鏡子和透鏡獲得的影像有助於為某些人構建實驗。此外，關於凹面鏡用例以及在光的反射定律中遵循的程式的額外知識對於構建主題至關重要。需要採取不同的預防措施，例如凹面鏡的放置需要面向窗戶，並且測量尺需要與鏡架垂直放置以避免錯誤。

常見問題

Q1. 凸面鏡的焦距是多少？

A1. 凸面鏡的主要特徵是中間部分較厚，邊緣較薄。凸透鏡是會聚透鏡。

Q2. 當光線平行時？

A2. 只有當影像的倒立尺寸很小且影像是實像時，平行光線才能在鏡面前面的某一點相遇。