凹面鏡と凸面鏡の機能と用途は何ですか?凹面鏡と凸面鏡の原理

凹レンズは光を集中させることができ、近視用メガネを作るのに使用できます。凸レンズは光を分散させることができ、遠視用メガネを作るのに使用できます。凹面鏡は焦点を合わせるのに使えますし、虫眼鏡と太陽を使えばマッチに火をつけることもできます。この知識を理解するのは難しいと思いますか?なぜこのようなことが起こるのか分かりません。詳しく見てみましょう！

この記事の内容

1. 凹面鏡と凸面鏡の機能と用途

2. 凹凸鏡は物理的にどのように反射するのでしょうか?

3. 凹面鏡と凸面鏡の原理

凹面鏡と凸面鏡の役割と用途

凹レンズは光を集中させることができ、近視用メガネを作るのに使用できます。凸レンズは光を分散させることができ、遠視用メガネを作るのに使用できます。凹面鏡は焦点を合わせることができ、虫眼鏡を通して太陽を使ってマッチに火をつけることができます。凸面鏡は視野を広げることができ、凹面レンズと凸面レンズは遠くの物体を観察するために使用できます。光はレンズを通して屈折するか、凹面鏡で反射され、小さな穴に入り、像に収束し、拡大接眼レンズを通して見られます。したがって、凹レンズと凸レンズは望遠鏡を形成できます。凸面鏡と凹面鏡を使用して光を収束させる装置の例としては、ソーラークッカー、電気スタンド、テレビ衛星アンテナ、レーダーなどがあります。サーチライト、懐中電灯、各種自動車のヘッドライトカバーなどは、焦点を通過した光が反射して主軸と平行な平行光となるものを使用しています。

メニスカスレンズとは、中央部分が厚くなったレンズのことです。凸レンズには、両凸レンズ、平凸レンズ、凹凸レンズ（または正メニスカスレンズ）があります。薄い凸レンズは収束効果があるため、集束レンズとも呼ばれます。厚い凸レンズには、レンズの厚さに応じて、望遠、発散、または収束の効果があります。

物理的な凹面鏡はどのように反射するのか

凹面鏡：光を収束させる効果があります。反射面は曲面の内面になります。反射時に平行光が焦点に収束します。光路の可逆原理により、焦点から放射された光は平行に放射されます。用途: 懐中電灯、自動車のヘッドライトの反射ボウル、ソーラークッカーなど。

凸面鏡：光を散乱させる効果があります。反射面は曲線の凸面です。反射中、平行光は反対方向に延長され、仮想焦点に収束します。光路の可逆原理により、仮想焦点を指す光は平行に放射されます。用途：自動車のバックミラー等

凹面鏡と凸面鏡の原理

Huawei MateBook Xとwin10を例に挙げます。

凹レンズの結像原理：

凹レンズによって、物体と像がレンズの同じ側にある、正の縮小された虚像が形成されます。物体が実在する場合、正の縮小された虚像が形成され、その像と物体はレンズの同じ側にあります。物体が仮想であり、凹レンズから仮想物体までの距離が1焦点距離（絶対値）以内の場合、正の拡大された実像が形成され、像と物体はレンズの同じ側にあります。

凸レンズの結像原理：

凸レンズには拡大効果があります。凸レンズの二重焦点距離は大と小に分けられ、単一焦点距離は実、虚、正、倒に分けられます。

平行光（太陽光など）が主光軸（凸レンズの2つの球面の中心を結ぶ線をレンズの主光軸といいます）に平行に凸レンズに入射すると、光はレンズの両側で2回屈折し、軸上の一点に集中します。この点は凸レンズの焦点（記号：F、英語：focal point）と呼ばれます。凸レンズはレンズの両側に実際の焦点を持っています。薄いレンズの場合、これら 2 つの焦点からレンズの中心までの距離はほぼ同じになります。凸レンズの焦点距離は、焦点からレンズの中心までの距離を指し、通常は f で表されます。凸レンズの半径が小さいほど、焦点距離（記号：f、英語：focal length）は短くなります。