凸面鏡：常に縮小された虚像

1 · 予測

凸面鏡（外側へ膨らんだ鏡）は、発散レンズと同じように慣例上、負の焦点距離をもつ。実像や拡大像を形成することはあるか？

• 物体が十分近ければ実像を形成できる。
• ない — 発散レンズと同じく、凸面鏡は物体距離にかかわらず、常に縮小された正立の虚像を形成する。
• 常に拡大像を形成する。

2 · 準備

1. convex-virtual プリセットを開き、「リセット」を押す。鏡の焦点距離は −15 cm に固定されている。
2. 像距離と倍率の表示を有効にする。
3. 各試行の物体距離を設定し、像距離と倍率を記録する。

3 · データ収集

3回の試行について、倍率 m（縦軸）を物体距離 d_o（横軸）に対してプロットする。m が 1 を超えることはあるか？

4 · 分析

1. 1回の試行について、f = −15 cm を用いて 1/f = 1/d_o + 1/d_i から d_i を計算し、次に m = −d_i/d_o を計算する。両方を表と比較する。
2. 凸面鏡の負の焦点距離が、すべての物体距離で虚像かつ縮小像を保証する理由を説明する。これは発散レンズ実験の挙動をまさに（鏡のように）反映している。

5 · 発展

1. 凸面鏡は、広い視野を縮小した大きさで示すため、店舗の防犯ミラーや自動車の助手席側ミラー（「ミラーに映る物体は実際より近い」）に使われる。自動車のミラーにその表示が必要な理由を、倍率データを使って説明する。
2. この実験の倍率の値を、同程度の物体距離での concave-real 実験の値と比較する。凸面鏡の縮小像が、凹面鏡の拡大像（または倒立像）と根本的に異なる理由を説明する。

この実験の物理

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