凸面镜：始终是缩小的虚像
1·预测
按照惯例，凸面（向外凸出）镜的焦距为负，与发散透镜的焦距相同。它是否曾经形成过真实的、放大的图像？
- 如果物体足够近，它可以形成真实的图像。
- 不会——就像发散透镜一样，无论物距如何，凸面镜总是形成缩小的直立虚像。
- 它总是形成一个放大的图像。
2·设置
- 打开「凸面镜：始终是缩小的虚像（convex-virtual）」预设并按重置。镜子的焦距固定为-15 cm。
- 启用像距与放大率读数。
- 设置每次试验的物距并记录图像距离和放大倍数。
3·收集数据
| 物距d_o (cm) | 像距d_i (cm) | 放大倍数米 |
|---|---|---|
| 30.00 | ||
| 60.00 | ||
| 90.00 |
针对三次试验，绘制放大率m（y轴）相对物距d_o（x轴）的关系图。m是否曾经超过1？
4·分析
- 对于一次试验，使用 f = −15 cm，根据 1/f = 1/d_o + 1/d_i 计算 d_i，然后 m = −d_i/d_o。将两者与表进行比较。
- 请解释为什么凸面镜的负焦距保证了在任何物距下都会形成缩小的虚像——这与diverging-lens（发散透镜）实验的行为完全对应。
5·扩展
- 凸面镜被用于商店安全镜以及汽车副驾驶侧后视镜（“镜中物体比看起来更近”），正是因为它们能以缩小的比例呈现更广的视野。请用你的放大率数据解释，为什么汽车后视镜上需要那样的提示文字。
- 在相似的物距下，将此实验的放大率值与 concave-real 实验的放大率值进行比较。解释为什么凸面镜的缩小图像与凹面镜的放大（或倒置）图像根本不同。
这个实验背后的物理原理
凸镜成像
按照惯例，凸面（发散）镜的焦距为负。将 f < 0 代入镜像方程总是会产生 0 < m < 1 的虚像，就像发散透镜一样。