凸面镜

凸面镜的定义

日常生活中常用的一种镜子是凸面镜。凸面镜呈弧形，其反射光线的镜面向前弯曲。

凸面镜的用途

如果你见过摩托车或汽车的后视镜，当然，你肯定已经了解凸面镜在日常生活中的用途。凸面镜之所以被用作后视镜，是因为它所成的像是正立的，而且像比物体小，因此视野更广。除了像小之外，凸面镜所成的所有像都是虚像。

凸面镜的焦点

如果将一面反射光线的镜子表面暴露在非常遥远的物体（例如太阳光线）下，那么太阳发出的光束就会反射到镜子上。

如图所示，该线将与镜面的主轴平行。主轴是垂直于镜面中心的假想线。在下图中，主轴与镜面的焦点 (F) 重合。

当光线照射到镜面上时，每一束光线都遵循光线的反射定律，即入射角等于反射角。如果从反射光线的底部画虚线，所有虚线都交于一点，这一点称为镜子的焦点（F）。

人眼看到的光束沿直线传播，所有反射光都像是从镜子的焦点发出的。焦点是距离镜面很远的物体的像点，例如，太阳和它的像都是虚像。

凸面镜的焦距

焦距（f）是焦点（F）到镜面的距离。点C是镜面曲率的中心点。凸面镜的焦距为f（焦距=f=FQ），凸面镜的曲率半径为r（曲率半径=r=CQ=CP）。

入射光线照射到凸面镜上的点 P，然后被凸面镜反射，反射光看起来像是从焦点 F 发出的。虚线 CP 是法线。入射光和反射光都满足光的反射定律，即入射角 (θ) 等于反射角 (θ)，且该角等于三角形 PCQ 的内角 (θ)。三角形 PCQ 的内角与三角形 CPF 的内角相同，因此，PFC 三角形是等边三角形。由于 PFC 三角形是等边三角形，所以 PF 的长度等于 CF 的长度。假设凸面镜的宽度小于其曲率半径，则 PF 的长度可以视为等于 FQ 的长度。因为 CF = PF 且 PF = FQ，所以 CQ = 2CF = 2FQ。其中，CQ = r = 凸面镜的曲率半径，FQ = f = 凸面镜的焦距。因此，可以得出结论：凸面镜的曲率半径 (r) = 2 × 凸面镜的焦距 (f)。数学表达式为：

r = 2f 或 f = r / 2

凸面镜成像

凹面镜可以形成实像和虚像，而凸面镜只能形成虚像。关于凸面镜的成像原理，已在“凸面镜成像”一节中详细阐述。

虚像

当凸面镜反射射向其表面的光线时，反射光的方向

光线似乎来自凸面镜的焦点和凸面镜曲率的中心点。由于光线不会穿过凸面镜的背面，因此形成的是虚像。如果将屏幕放置在虚像所在的位置，屏幕上就不会有图像。虚像之所以存在，是因为人眼看到的是直线传播的光线，看起来像是从虚像所在的位置发出的。