球面镜公式计算器

球面镜公式描述近轴近似条件下，球面镜焦距、物距和像距之间的关系。它表示为焦距的倒数等于物距的倒数加上像距的倒数。本计算器将公式变形，根据前两个量求像距，再以负像距除以物距计算横向放大率。 统一的符号约定至关重要。本计算器规定，镜前实物的物距为正。凹面镜的主焦点位于反射面前方，因此焦距为正。凸面镜的焦点是位于镜后方的虚焦点，因此焦距为负。计算得到的正像距表示镜前实像，负像距则表示镜后虚像。 放大率描述像的大小和方向。其绝对值等于像高除以物高。负放大率表示倒立像，正值表示正立像。绝对值大于一表示放大，小于一表示缩小，等于一表示大小不变。因此，像距和放大率共同简洁地说明像形成的位置及外观。 对于凹面镜，物体位于焦点外侧时会形成倒立实像。物体向焦点靠近时，像会移得更远，大小也会增加。物体恰好位于焦点时，反射光线平行，理想像位于无穷远处，所以计算器会提示这种特殊情况，而不是执行除以零的运算。物体位于凹面镜与焦点之间时，会形成正立、放大的虚像。对于任意正的实物物距，凸面镜都会形成正立、缩小的虚像。 由于方程具有齐次性，理论上距离可以使用任意一致的长度单位。界面采用厘米标注，方便实验室和课堂使用。若更希望使用米或毫米，请对两项输入使用相同单位，并以该单位解读像距；放大率仍然没有量纲。理想球面镜的焦距为曲率半径的一半。 该公式假定光线靠近主光轴，且镜面孔径相对于曲率半径较小。大角度光线可能产生球差，真实光学系统还可能包含非球面、多元件、对准误差和有限孔径效应。精密系统应使用光线追迹或光学设计软件。对于基础光学、实验准备和快速核对符号约定，本计算器能提供清楚的数值结果与成像类型。