凹面鏡的定義
日常生活中常用的一種鏡子是凹面鏡。凹面鏡是一種曲面鏡，其反射面向後彎曲。為了便於理解，請觀察凹面鏡側面的影像。
彭古南
如果你想更清晰、更細緻地觀察臉部皮膚，可以將臉部靠近凹面鏡的反射面，直到鏡中的影像放大，毛孔清晰可見。之所以說鏡中的影像比實際臉部更大，是因為鏡子具有放大作用，這種情況發生在臉部距離小於鏡子焦距時。請學習有關凹面鏡反射的知識，以便更好地理解這一點。由於鏡子具有放大反射的作用，因此常被女性用於梳妝打扮，男性用於剃須。
凹面鏡也用於手電筒和汽車前燈。手電筒、汽車前燈或其他聚光燈中凹面鏡的作用是使光線平行，從而使所有光線都直線向前傳播。如果打開手電筒的前玻璃並移除凹面鏡，光線就會向四面八方擴散，無法照亮遠處的物體或路面。關於手電筒或汽車前燈中凹面鏡的工作原理，將在後面討論鏡子的焦點時進行解釋。除了用於手電筒或其他聚光燈外，凹面鏡還用於太陽能發電廠。在太陽能發電廠中，凹面鏡收集陽光並將所有光線導向其焦點，焦點處放置容器。陽光用於蒸發容器中的水，產生的蒸汽驅動渦輪機發電。
焦點
如果將一面反射光線的鏡子的表面對準一個非常遙遠的物體，例如太陽，那麼太陽發出的光束將與該物體平行。 主軸 如圖所示，鏡面的主軸是一條垂直於鏡面中心的假想線。在下圖所示的平面上，主軸與所有反射光線的交點重疊。
當光線照射到鏡面上時，每一束光線或每一束光線都遵循以下規律： 光的反射定律入射光線和反射光線之間存在一條垂直於光線穿過的鏡面的法線，但這條法線通常不會畫出來。入射光線與法線的夾角等於反射光線與法線的夾角。與平面鏡（其表面平坦，所有法線方向一致）不同，凹面鏡的法線方向不一致，因為其鏡面是曲面的。所有反射光線相交於一點，該點與主軸重合，稱為主軸。 焦點 （F）換句話說，焦點是距離鏡面很遠的物體的像點，例如太陽和星星。
基於 光的反射定律與前圖相反，光束或光線的方向可以反轉。假設光源位於凹面鏡的焦點處，那麼物體發出的光束照射到鏡面上並被反射。反射光束的方向與凹面鏡的主軸平行。這就是在手電筒、汽車前燈或其他聚光燈中使用反射鏡以及太陽能發電廠中使用反射鏡的基本原理。
根據上述解釋，可以得出結論：如果光源位於凹面鏡的焦點處，則物體發出的光束會被凹面鏡反射，反射光束平行於凹面鏡的主軸。反之，如果物體距離很遠，則物體的像位於凹面鏡的焦點處。如果很遠的物體在焦點處成像，那麼當物體到鏡面的距離有限或很近時，物體的像又在哪裡呢？為了理解這一點，請先學習凹面鏡成像的相關知識。為了加快理解速度，建議先學習凹面鏡的特殊光線和凹面鏡的公式。
焦距
焦距（f）是指焦點（F）到凹面鏡表面的距離。以下說明如何利用入射光線和反射光線來確定凹面鏡的焦距。
點 C 是凹面鏡的曲率中心點。凹面鏡的焦距為 f（焦距 = f = FQ），凹面鏡的曲率半徑為 r（曲率半徑 = r = CQ = CP）。
入射光線在凹面鏡上P點入射，並反射至焦點F。虛線CP為法線。入射光線和反射光線均遵循光的反射定律，即入射角(θ)等於反射角(θ)，且該角等於三角形PCQ的內角(θ)。三角形PCQ的內角等於三角形CPF的內角，因此三角形PFC為等邊三角形。由於三角形PFC為等邊三角形，因此PF的長度等於CF的長度。假設凹面鏡的寬度小於其曲率半徑，則PF的長度等於FQ的長度。由於CF = PF且PF = FQ，因此CQ = 2CF = 2FQ。其中，CQ = r = 凹面鏡的曲率半徑，FQ = f = 凹面鏡的焦距。因此可以得出結論：凹面鏡的曲率半徑 (r) = 2 × 凹面鏡的焦距 (f)。數學表達式為：
r = 2f 或 f = r / 2
陰影
平面鏡只能形成虛像，而凹面鏡既可以形成實像也可以形成虛像。物體的像究竟是實像還是虛像，取決於物體到凹面鏡表面的距離，這點在相關主題中已有詳細解釋。 凹面鏡.
真實陰影
如果反射光束或反射光線穿過像點，則所成的像是實像。如果將螢幕放置在預期形成實像的位置，螢幕上將會出現一束光束，該光束的形狀與物體的形狀相同。凹面鏡能夠形成實像，正是凹面鏡被用於天文望遠鏡的原因。在光學透鏡部分，您將了解到透鏡形成實像的能力是其應用於光學望遠鏡的基礎。
瑪雅的影子
如果反射光束或反射光線不會穿過像點，則該像為虛像。如果將螢幕放置在預期會出現虛像的位置，則螢幕上將看不到任何光束。虛像/假像其實並不存在，但人眼卻能看見它。 光束 沿著直線路徑移動，使光線看起來像是從陰影所在點直線移動過來的。
