曲面鏡:光線反射的變形手
曲面鏡是以曲面反射光線的鏡子,種類繁多,包括凸面鏡和凹面鏡。 球面是曲面鏡最常見的形狀,但也有拋物面等其他形狀。
凸面鏡:縮小視角


凸面鏡朝外凸出,反射光線會向光源擴散。這表明凸面鏡只能形成虛像,永遠是正像且縮小。因此,凸面鏡常出現在汽車乘客側鏡,以提供更廣的視野。由於距離會被扭曲,一些國家會標註安全警示,提醒駕駛凸面鏡的影響。
凹面鏡:匯聚光線
與凸面鏡相反,凹面鏡朝內下陷,會將光線匯聚到焦點。根據物體與鏡面的距離,凹面鏡可呈現從虛像到實像的各種影像。
拋物面鏡:更佳的光點聚集
球面鏡雖然易於製造,但存在球面像差問題,無法將平行光線精確匯聚到單一焦點。拋物面鏡可以克服此缺陷,從而提高光點聚集效果。
方塊1和方塊3的特性
球面凹面反射鏡的光矩陣中,方塊1和方塊3的元素總和為π,表示角度和為180°。方塊2則顯示了一階弧長的Maclaurin級數。
方塊 | 元素 | 特性 |
---|---|---|
1 | -1/f | 負焦長 |
2 | arcccos(-r/R) | 圓弧餘弦函數 |
3 | -1/f | 負焦長 |
凸面鏡的相似性
凸球面鏡的光矩陣與薄透鏡非常相似,表明兩者具有相似的光學特性。
凹凸面鏡:光學世界的多面特質
凹凸面鏡是一種具備曲率的鏡子,擁有折射或反射光線的能力,在各種光學應用中扮演著至關重要的角色。凹面鏡和凸面鏡是凹凸面鏡的兩種主要類型,各有其獨特的特性。
凹面鏡
凹面鏡是一個鏡面朝內的曲面鏡。當光線照射到凹面鏡上時,光線會向鏡面的中心點彎曲,形成一個真實影像。
特點:
- 光線照射後會聚於鏡面前方的焦點
- 放大率大於 1
- 通常用於聚光或形成放大影像
凸面鏡
凸面鏡是一個鏡面朝外的曲面鏡。當光線照射到凸面鏡上時,光線會發散,形成一個虛擬影像。
- 光線照射後會發散
- 放大率小於 1
- 通常用於擴大視野或形成縮小影像
凹凸面鏡的應用
凹凸面鏡廣泛應用於各種光學設備和應用中,包括:
應用 | 凹面鏡 | 凸面鏡 |
---|---|---|
望遠鏡 | 是 | 否 |
顯微鏡 | 是 | 否 |
攝影機鏡頭 | 是 | 否 |
後視鏡 | 否 | 是 |
汽車頭燈 | 是 | 否 |
凹凸面鏡的特性
下表總結了凹面鏡和凸面鏡的主要特性: