说明

交互式几何光学模拟,用于研究平面镜、凹面镜和凸面镜中的成像。调整物距、焦距和蜡烛高度;点击开始观看主光线沿光具座传播并通过动画形成图像。直接在画布上拖动蜡烛以重新定位。

控制

镜子类型:选择平面、凹面或凸面。

p(物体):物体到镜子的距离。

|f|(焦距):焦距(仅适用于球面镜)。

o(高度):物体的高度。

无穷远处的物体:模拟来自无穷远的平行光线。

开始:启动光线动画。

拖动:在光具座上拖动蜡烛以改变物体的位置;对于凹面镜和凸面镜,也可拖动镜子边缘以改变焦距。

网格:显示带比例的参考网格,以便直接在画布上测量距离。

物理模型

主光线在近轴(高斯)近似下绘制:平行于主轴的光线→经焦点反射;经过焦点的光线→平行于主轴反射;经过顶点的光线→对称反射。高斯公式 $\frac{1}{f} = \frac{1}{p} + \frac{1}{p'}$ 确定像的位置,线性放大率 $A = -p'/p$ 表示大小和方向。

颜色图例

光线(入射)

形成的图像和反射光线

光线的虚延长线(镜子后方)

开发者

Rhakny Patryky Peixoto Araújo

参考文献

H. Nussenzveig, 基础物理教程 — 第4卷:光学、相对论、量子物理 (Edgard Blücher, 1998).

镜子 — 成像