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介質中球面鏡成像公式

生活 更新时间:2025-01-26 22:47:24

球面鏡:

反射面為球面一部分的鏡面叫做球面鏡。球面鏡分為:凹面鏡和凸面鏡。

凹面鏡:

用球面的内測作為反射面的球面鏡叫做凹面鏡。常用如下圖示表示

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)1

凸面鏡:

用球面的外側作為反射面的球面鏡叫做凸面鏡。常用如下圖示所示

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)2

球面鏡基本概念:

頂點:鏡面的中心點(O)。

球心:球面的球心,也叫做曲率中心(C)。

主光軸:連結頂點(O)與球心(C)的直線。

焦點:平行于主光軸的光線經過球面鏡反射後,反射光線會聚在主光軸一點(凹面鏡)或反射光線的反向延長線會聚在主光軸一點,這一點稱為球面鏡的焦點(F)。

焦距:焦點到頂點的距離(FO)叫做焦距(f),球面鏡的焦距等于球面半徑的一半(f=CO/2)。

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)3

凹面鏡的光學特點:

1、凹面鏡的反射遵循光的反射定律。

2、凹面鏡對光線有彙聚作用。

3、三條特殊光線:

3.1、平行于主光軸的光線經凹面鏡反射後,彙聚于焦點。

3.2、過焦點的光線經凹面鏡反射後,與主光軸平行。

3.3、過球心的入射光線經凹面鏡反射後沿原路返回。

注:這三條特殊光線是凹面鏡光路圖的核心,務必要牢記。這三條特殊光線的光路圖如下圖所示

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)4

凹面鏡的成像:

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)5

物距:u、相距:v

1、u=無窮遠,v=f(像為一個點,實像),像成在焦點處。

2、u>2f,f<v<2f(縮小、倒立,實像),如上圖光路圖所示。

3、u=2f,v=2f(等大、倒立,實像)

4、f<u<2f,v>2f(放大、倒立、實像)

5、u=f,不成像,反射光線均與主光軸平行,沒有交點。

6、u<f,v<0(放大、正立、虛像)

凹面鏡的應用:

1、利用光線彙聚作用,制造太陽竈等。(太陽光經凹面鏡反射後都彙聚在焦點處)

2、利用過焦點的光線反射後與主光軸平行,制作手電筒、汽車前燈等。

3、制造大型的天文望遠鏡,有興趣的同學可以深入地研究一下。

凸面鏡的光學特點:

1、凸面鏡上的反射現象都遵循光的反射定律。

2、凸面鏡對光線有發散的作用。,

3、三條特殊光線:

3.1、平行于主光軸的光線經凸面鏡反射後,反射光線的反向延長線過虛焦點。

3.2、延長過虛焦點的光線經凸面鏡反射後,反射光線平行于主光軸。

3.3、延長過球心的光線經凸面鏡反射後,反射光線沿原路返回。

注:這三條光線是凸面鏡光路圖的核心,務必要牢記。這三條特殊光線的光路圖如下圖所示:

介質中球面鏡成像公式(幾何光學之球面鏡成像)6

凸面鏡的成像:

在凸面鏡前任意位置的物體在凸面鏡的另一側總是成正立、縮小的虛像。

凸面鏡的應用:

利用凸面鏡發散光線的特點,可用作汽車的後視鏡,山路轉彎處安置的凸面廣角鏡等,都是起到擴大視野的作用。

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