光学

凸面鏡と凹面鏡

球面鏡は球面の一部を反射面とする鏡です。凹面鏡は平行光を集め、凸面鏡は光を広げて広い視野を与えます。

球面鏡は球面の一部を反射面とする鏡です。凹面鏡は平行光を集め、凸面鏡は光を広げて広い視野を与えます。

法則と適用

クイックチェック

像を作図するときは代表的な二本の光線を使います。主軸に平行な光線は凹面鏡では焦点を通り、凸面鏡では焦点から出たように反射します。曲率中心に向かう光線は同じ道を戻ります。反射光線そのものが交わる位置には実像ができ、延長線が交わる位置には虚像ができます。凹面鏡は焦点距離内の顔を拡大し、車の凸面鏡は視野を広げますが、物体は小さく見えます。

数値を代入する前に符号規約を明示します。凹面鏡の前にある実物体は通常 $d_o>0$、実像は $d_i>0$、虚像は $d_i<0$ です。倍率の符号は向きを表し、$m<0$ は倒立、$m>0$ は正立です。この鏡の式は開口が小さく、主軸近くの近軸光線を扱う場合によく成り立ちます。軸から離れた光線は別の位置に集まり、球面収差を生むことがあります。