物理好文-凹面鏡成像

上篇我們提到了平面鏡的成像，今天這篇要來介紹的是凹面鏡的成像。

凹面鏡是一種球面鏡，跟平面鏡一樣，利用入射光線的反射光線相交而成影像，差別在於它必須具備三條。形成的影像有倒立實像以及放大正立虛像二種。

以下我們透過圖形來解釋倒立實像的形成：

倒立實相示意圖

圖形上有一個對稱軸，我們稱它叫做光軸，和光軸跟平面鏡相交的點稱為焦點（用V表示）。中間有一個中心點，稱為曲率中心（以C表示）；而根據入射線的反射線所做的點，稱為焦點（以F表示）。

仔細觀察這三條線，可以發現第一條線與第二條線都會通過焦點F，而且第二條線會跟光軸呈現平行的狀態，唯獨只有第三條線是頂點V通過(因為它是輔助線的關係)。

接下來，我們用圖形解釋正立放大虛像的成形：

正立放大虛像示意圖

現在光源在頂點與焦點之間(即焦距）。我們發現，畫兩條入射線的反射光線後，兩條線在鏡前是屬於發散的情形，而延長線形成的交點影像屬於正立放大虛像。

介紹完完圖形後，我們的介紹一下相關公式：

1/p+1/q=2/r=f/1

p代表物距，q代表像距，r代表曲率半徑，f代表焦距（為r的1/2）。

根據公式，我們可以得到以下的結論：

如果物距p>焦距f

p>r:倒立縮小實像

p=r：倒立同高度實像

p<r：倒立放大實像。

如果p=f，則無法成像。

如果p<f，正立放大虛像。