凹面鏡：像會聚透鏡一樣的真實影像

1·預測

凹面鏡像會聚透鏡一樣聚焦光線。將物體移離凹面鏡更遠，是否會使其實像移近鏡子的焦點，就像透鏡一樣？

• 不——更遠的物體會使影像離鏡子更遠。
• 鏡子和鏡頭遵循完全不同的成像規則。
• 是的 - 同樣的 1/f = 1/d_o + 1/d_i 關係適用，因此較遠的物體會產生更接近焦距的影像。

2·設定

1. 開啟 concave-real 預設並按下 Reset。鏡子的焦距固定為15公分。
2. 啟用像距與放大率讀數。
3. 設定每次試驗的物距並記錄影像距離和放大倍率。

3·收集數據

針對三次試驗，繪製像距d_i（Y軸）相對物距d_o（x軸）的關係圖。

4·分析

1. 對於一次試驗，使用 f = 15 cm，根據 1/f = 1/d_o + 1/d_i 計算 d_i，然後 m = −d_i/d_o。將兩者與表格進行比較。
2. 請解釋為什麼鏡面方程在數學形式上與薄透鏡方程完全相同——兩者都使用相同的1/f = 1/d_o + 1/d_i關係，儘管鏡面是反射光而非折射光。

5·擴展

1. 刮鬍鏡或化妝鏡是凹面的，保持得比其焦距更近，以產生放大的虛像（如放大鏡實驗）。相反，該實驗將物體保持在 f 之外，從而給出真實的倒置圖像。解釋一下您何時需要每種配置。
2. 本實驗中的每張影像都有負放大倍率。利用凹面鏡的實際反射幾何結構解釋為什麼凹面鏡形成的實像是倒立的，就像會聚透鏡的實像一樣。

這個實驗背後的物理原理

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