球面鏡公式計算器

球面鏡公式描述近軸近似下，球面鏡的焦距、物距與像距之間的關係。其形式為焦距的倒數等於物距的倒數加上像距的倒數。本計算器將公式移項，以前兩項數值求得像距，再用負像距除以物距，計算橫向放大率。 一致的正負號慣例非常重要。本計算器將鏡前實物的物距定為正。凹面鏡的主焦點位於反射面前方，因此焦距為正。凸面鏡的焦點是位於鏡後的虛焦點，因此焦距為負。計算出的正像距代表鏡前實像，負像距則代表鏡後虛像。 放大率描述像的大小與方向。其絕對值等於像高除以物高。負放大率表示倒立像，正值表示正立像。絕對值大於一代表放大，小於一代表縮小，等於一代表大小不變。因此，像距與放大率能一起簡潔說明像形成的位置及樣貌。 對凹面鏡而言，物體位於焦點外側時會形成倒立實像。物體移向焦點時，像會移得更遠並變大。恰好在焦點時，反射光線平行，理想像位於無窮遠處，因此計算器會提示這個特殊情況，而不執行除以零的運算。物體位於凹面鏡與焦點之間時，會形成正立、放大的虛像。對於所有正的實物物距，凸面鏡都會形成正立、縮小的虛像。 由於方程具有齊次性，理論上距離可採用任何一致的長度單位。介面標示公分，方便實驗室與課堂使用。若偏好公尺或毫米，請對兩項輸入使用相同單位，並以該單位解讀像距；放大率仍然沒有單位。理想球面鏡的焦距是曲率半徑的一半。 公式假設光線靠近主光軸，且鏡面口徑相對於曲率半徑很小。大角度光線可能產生球面像差，實際光學系統也可能包含非球面、多個元件、對準誤差及有限口徑效應。精密系統應使用光線追跡或光學設計軟體。對於基礎光學、實驗準備及快速核對正負號慣例，本計算器可提供清楚的數值結果與成像分類。