鏡子和透鏡被廣泛地用來操縱光線,以便根據我們的需要產生物體的影象。鏡子和透鏡的主要區別在於,鏡子是透過反射光來工作的,而透鏡是透過折射光來工作的。
鏡子通常是由高度拋光的金屬錶面製成,放在玻璃後面。鏡子的工作原理是根據反射定律反射落在上面的光。該定律規定,當光線入射到錶面時:
下圖說明瞭平面鏡的這一定律。這裡,PO是入射光線,OQ是反射光線。
Law of Reflection: The angle of incidence is equal to the angle of reflection
當鏡子的錶面彎曲時,事情就變得更有趣了。凸面鏡是一種向外彎曲的鏡子。它產生了放在它前面的物體的縮小的,直立的,虛擬的影象。這些型別的後視鏡用於車輛中,為駕駛員提供更大的視野。
Cars use convex mirrors. Hence, “objects in mirror are closer than they appear”.
凹面鏡向內彎曲。凹面鏡形成的影象的性質取決於物體在鏡子前面的位置。如果物體放在鏡子和它的聚焦原理之間,就可以觀察到虛擬的、直立的、放大的影象。牙科醫生使用的口鏡是凹面的,用來產生病人牙齒的放大影象。通常,凹面鏡也用來放大一個人的臉,而剃鬚。
A concave mirror can produce a magnified image. Compare with the unmagnified image produced by the plane mirror (in the background)
映象產生的影象的性質可以用映象方程來計算。
透鏡是一個透明的物體,透過它傳輸光,其工作原理取決於折射定律(斯內爾定律)。這個定律描述了光線從一種介質傳遞到另一種介質時的彎曲程度,這取決於兩種介質的折射率。不同型別的透鏡可以透過組合平面、凸面(向外彎曲)和凹面(向內彎曲)形成。凸面匯聚穿過它的光線,而凹面發散穿過它的光線。下圖顯示光線透過雙凸透鏡(左)和雙凹透鏡(右)時如何折射。
Different types of lenses: the biconvex lens on the left converges rays of light passing through it while the biconcave lens on the right diverges rays of light passing through it.
由透鏡形成的影象的精確性質不僅取決於透鏡的性質,而且還取決於物體的放置位置。例如,放大鏡(它是雙凸透鏡)可以靠近一個物體來觀察物體的虛擬的、放大的和垂直的影象,而同樣的透鏡可以用來投射放置在遠處的物體的真實的、反轉的和縮小的影象。反射鏡產生的影象的性質可以用透鏡方程來計算。
鏡片通常用於矯正視力缺陷。例如,凹透鏡可以用來矯正近視,而凸透鏡可以用來矯正長視。
鏡子透過反射入射到鏡子上的光來工作。
透鏡透過折射穿過它們的光來工作。
鏡子通常由放置在玻璃後面的高度拋光的金屬錶面組成。
透鏡通常是彎曲的玻璃或塑膠片。
利用映象方程對映象的性質進行了計算。
利用透鏡方程計算透鏡形成的影象的性質。
圖片提供:
Johan Arvelius(自己的作品)[CC by-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***“入射角等於鏡子上的反射角”
Shawn Carpenter的“鏡子中的物體”(自己的作品)[CC by-SA 2.0],透過flickr
“丹佛:放大鏡”作者:Eli Duke(自己的作品)[CC by-SA 2.0],透過flickr
使用者Fir0002在en.*********上的“凸透鏡”(http://en.*********.org/wiki/Image:Large_convex_lens.jpg)[CC BY-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***(修改)
使用者Fir0002在en.*********上的“凹透鏡”(最初來自en.*********;說明頁位於此處[CC BY-SA 3.0],透過Wikimedia Comm***(已修改)
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