凸面鏡

凸面鏡的定義

日常生活中常用的一種鏡子是凸面鏡。凸面鏡呈弧形，其反射光線的鏡面向前彎曲。

凸面鏡的用途

如果你看過摩托車或汽車的後視鏡，當然，你肯定已經了解凸面鏡在日常生活中的用途。凸面鏡之所以被用作後視鏡，是因為它所成的像是正立的，而且像比物體小，因此視野更廣。除了像小之外，凸面鏡所成的所有像都是虛像。

凸面鏡的焦點

如果將一面反射光線的鏡子表面暴露在非常遙遠的物體（例如太陽光線）下，那麼太陽發出的光束就會反射到鏡子上。

如圖所示，該線將與鏡面的主軸平行。主軸是垂直於鏡面中心的假想線。在下圖中，主軸與鏡面的焦點 (F) 重合。

當光線照射到鏡面上時，每一束光線都遵循光線的反射定律，即入射角等於反射角。如果從反射光線的底部畫出虛線，所有虛線都交於一點，這點稱為鏡子的焦點（F）。

人眼看到的光束沿著直線傳播，所有反射光都像是從鏡子的焦點發出的。焦點是距離鏡面很遠的物體的像點，例如，太陽和它的像都是虛像。

凸面鏡的焦距

焦距（f）是焦點（F）到鏡面的距離。點C是鏡面曲率的中心點。凸面鏡的焦距為f（焦距=f=FQ），凸面鏡的曲率半徑為r（曲率半徑=r=CQ=CP）。

入射光線照射到凸面鏡上的點 P，然後被凸面鏡反射，反射光看起來像是從焦點 F 發出的。虛線 CP 是法線。入射光和反射光都滿足光的反射定律，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 的內角與三角形 CPF 的內角相同，因此，PFC 三角形是等邊三角形。由於 PFC 三角形是等邊三角形，所以 PF 的長度等於 CF 的長度。假設凸面鏡的寬度小於其曲率半徑，則 PF 的長度可視為等於 FQ 的長度。因為 CF = PF 且 PF = FQ，所以 CQ = 2CF = 2FQ。其中，CQ = r = 凸面鏡的曲率半徑，FQ = f = 凸面鏡的焦距。因此，可以得出結論：凸面鏡的曲率半徑 (r) = 2 × 凸面鏡的焦距 (f)。數學表達式為：

r = 2f 或 f = r / 2

凸面鏡成像

凹面鏡可以形成實像和虛像，而凸面鏡只能形成虛像。關於凸面鏡的成像原理，已在「凸面鏡成像」一節中詳細闡述。

虛擬形象

當凸面鏡反射射向其表面的光線時，反射光的方向

光線似乎來自凸面鏡的焦點和凸面鏡曲率的中心點。由於光線不會穿過凸面鏡的背面，因此形成的是虛像。如果將螢幕放置在虛像所在的位置，螢幕上就不會有影像。虛像之所以存在，是因為人眼看到的是直線傳播的光線，看起來像是從虛像所在的位置發出的。