凸面鏡和凹面鏡的應用
虛像與實像
[曲面鏡]由曲面的反射光線形成,分為向外凸出的[凸面鏡]和向內下陷的[凹面鏡]。常見的曲面鏡形狀為球面,但也有拋物面等非球面形狀。
[凸面鏡]將光線向光源反射,形成虛像,即光線無法穿過影像,且縮小於物體,呈現正像。這種特性能在汽車乘客側鏡中看到,並提示駕駛距離感受到影響。


匯聚與發散
[凹面鏡]將反射光線向內偏折,形成實像,即光線實際穿過影像。其影像特性隨物體與鏡面的距離而異。這種鏡面能將入射光線會聚於焦點,且平行入射光線可被聚集在焦點上。
光學性質
球面[凹面鏡]易產生像差,無法將平行光線會聚在單一焦點上。而拋物面鏡能獲得更好的會聚效果。平軸近似下,球面反射鏡的光矩陣為:
C −1/f
其中C為矩陣元素,f為焦點。方塊1和方塊3的角度和為π(180°),方塊2顯示弧長的Maclaurin級數為:
arccos(-r/R)
日常應用
[凸面鏡]為發散鏡,光線反射後朝外散發。應用於各種彎道和交叉處的廣角鏡,能擴大駕駛視野,減少事故。其他應用還包括放大鏡、幻燈機、魚眼鏡頭、遠視和老花眼鏡。
[凹面鏡]能會聚光線。應用於電視衞星天線、雷達、手電筒反光裝置、天文望遠鏡、內窺鏡、探照燈、汽車頭燈和近視眼鏡等。
凸凹面鏡:光學中的曲面鏡
凸凹面鏡是一種具有同時具有凸面和凹面的曲面鏡。它由一面凸面和一面凹面組成,可以用於各種光學應用中。
凸凹面鏡的特性
特性 | 描述 |
---|---|
形狀 | 具有凸面和凹面 |
反射 | 光線射入凸面後反射,而射入凹面後會聚焦 |
焦點 | 凹面反射後的會聚焦在一點(焦點) |
像 | 會產生虛像、實像或未定的像 |
凸凹面鏡的種類
凸凹面鏡根據其凸面和凹面的形狀和大小,可分為以下幾種類型:
類型 | 形狀 |
---|---|
凹凸透鏡 | 凹面和凸面半徑相等 |
雙凹透鏡 | 兩個凹面 |
雙凸透鏡 | 兩個凸面 |
平凸透鏡 | 一個平坦面和一個凸面 |
平凹透鏡 | 一個平坦面和一個凹面 |
凸凹面鏡的光路圖
凸凹面鏡的光路圖可以説明光線通過鏡子的傳播路徑。
凸面反射 | 凹面反射 |
---|---|
光線平行於主軸入射,反射後發散 | 光線平行於主軸入射,反射後會聚 |
光線經過曲率中心入射,反射後沿原路返回 | 光線經過曲率中心入射,反射後平行於主軸 |
光線經過焦點入射,反射後平行於主軸 | 光線經過焦點入射,反射後沿原路返回 |
凸凹面鏡的應用
凸凹面鏡廣泛應用於各種光學系統中,包括: