反射角 = 入射角

面镜成像 (Mirror)

平面镜成像
成像特点:等大、正立、虚像

凹面镜成像 (Concave)
Focus:焦点
Focus length:焦距
凹面镜为球面的一部分
r = 2f

镜面成像万能公式:
1/s₀ + 1/sᵢ = 1/f

其中:
s₀:物距(object distance),物体到镜面的距离
sᵢ:像距(image distance),成像点到镜面的距离
f:焦距(focal length),焦点到镜面的距离

正负号约定说明:

物距 物体在镜的前方(通常光源方向) 一般为正,虚物体时为负(极少见)
像距 实像:同侧,倒立;虚像:异侧,正立 实像负,虚像正
焦距 凹面镜为正;凸面镜为负 凹面镜:f > 0;凸面镜:f < 0

放大倍数:
m = sᵢ / s₀

凸面镜成像 (Convex)
(此处为图:凸面镜成像)
只能产生虚像
像距 sᵢ 永远为负
焦距 f 为负
成像特点:正立、缩小、虚像

透镜成像

透镜成像万能公式:
1/d₀ + 1/dᵢ = 1/f

放大倍数:
m = |hᵢ / h₀| = |-dᵢ / d₀|

h₀ 正表示物体正立
d₀ 正表示物体在光源侧

Image 成像符号约定:

焦距 f:
正号:会聚光(如凹面镜、凸透镜)
负号:发散光(如凸面镜、凹透镜)

像距 dᵢ:
正:实像(成像在屏上)
负:虚像(无法在屏幕上看到)

像高 hᵢ:
正:正立像
负:倒立像

凸透镜
可成实像或虚像(取决于物体位置)

凹透镜
永远只成虚像、正立、缩小

折射

折射率 Index of Refraction
折射率公式:
n = c / v
c:真空中的光速
v:介质中的光速

空气:n = 1
其他介质:n > 1

折射定律 Snell’s Law
n₁ · sin(θ₁) = n₂ · sin(θ₂)

全反射 Internal Reflection
仅在光从折射率大的介质射向折射率小的介质时发生(即密 → 疏)
当折射角 = 90° 时,称为临界角(critical angle)

临界角公式:
θ_c = sin⁻¹(n₂ / n₁)