凹面镜和凸面镜

文摘   2025-01-08 12:40   陕西  

并非我们使用的所有镜子都是平的。化妆镜、商店里的安全镜和汽车里的乘客侧镜都有曲面,与平面镜相比,曲面会以不同的方式形成图像。对于曲面镜,物体和图像的大小和距离不再相等,这可能会导致图像出现扭曲或扭曲。

凹面镜

凹面镜的形状使其反射表面向内弯曲,远离入射光。凹面镜将入射的平行光线向内反射到一个点,称为焦点,该点位于镜子的主轴上。从镜子表面到焦点的距离称为焦距,通常缩写为f。凹面镜根据物体相对于镜子的位置产生不同类型的图像。对于镜子和焦点之间的物体,图像是虚拟的、直立的、放大的。当物体位于焦点之外时,得到的图像是真实的,并且是倒置的。随着物体移动得越来越远,光线到达镜子时几乎彼此平行,最终形成的图像非常靠近镜子的焦点。

图:当物体在焦点(F)之外时,凹面镜形成的图像的光线图。射线1平行于主轴进入,并通过焦点反射;光线2在镜子的中心以相等的角度反射;光线3通过点F进入并平行于主轴离开。

太阳能炊具还使用凹面镜将阳光聚焦在特定点来烹饪食物。凹面镜也可用于从光源直接向外投射光线,如手电筒和汽车前灯。凹面镜也用于光学腔的构造,这在激光操作中很重要。

凸面镜

凸面镜的形状使其反射表面朝向光源向外弯曲。凸面镜也有一个焦点,但它位于镜子与物体相对的一侧。虽然凸面镜向外反射光线,不能用于聚焦光线,但它们可以创建图像。凸面镜产生的图像总是虚拟的、垂直的和缩小的(即,尺寸小于物体)。当物体接近镜子时,图像会变大,直到与物体大小大致相同(当物体与镜子接触时)。

图:凸面镜反射物体的光线图。光线遵循与凹面镜中相同的规则,但必须穿过镜子的表面。图像是虚拟的、直立的,并且比物体小。

凸面镜更适合汽车后视镜,因为它们总是能产生直立的图像,同时为驾驶员提供比平面镜更宽的视野。然而,图像尺寸的减小可能会导致驾驶员相信相应的物体比实际距离更远。

凸面镜也经常安装在医院、商店或学校等大型建筑中,让人们可以看到走廊或过道的角落。同样,它们经常被安装在能见度降低或转弯处可能出现“盲点”的道路上。

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