曲面鏡：光線反射的奧妙

曲面鏡，顧名思義，是指具有曲面反射光線的鏡子，大致可分為凸面鏡和凹面鏡兩大類。大多數曲面鏡採用球面形狀，但也有一些為非球面形狀，如拋物面反射鏡。

凸面鏡：收縮影像，擴大視角

凸面鏡或散射鏡會將光線從其表面朝向光源方向反射。它只能形成虛像，因其焦點和曲率中心均位於鏡面內側，不存在實際焦點。準直光束經凸面鏡反射後發散，因鏡面每點法線方向不一。

凸面鏡形成的影像永遠是虛像、縮小且正像。此特性使其廣泛應用於汽車後視鏡等領域。在某些國家，汽車乘客側鏡上會標示安全警示，提醒駕駛凸面鏡對距離判斷的影響，強調「實際物體比所見更為接近」。

凹面鏡：會聚匯聚光線，調節焦距

凹面鏡或會聚鏡會將反射光線向內偏折，使其永遠朝向入射光源。不同於凸面鏡，凹面鏡的成像會因物體與鏡面的距離而有差異。

其會聚特性使平行的入射光線在焦點匯聚，同樣因表面法線方向不同而導致光線反射角度有別。大多數凹面鏡呈球面外觀，易於製作且用途廣泛。然而，球面鏡會產生球面像差，即平行的反射光線無法匯聚於單一焦點。

方程符號：描述凹面鏡光學特性

使用拋物面鏡時，能比球面鏡得到更小的匯聚光點，尤其適用於平行光線，如來自遠目標的光。在數學論述中，以下近似式可以將球面反射鏡視為拋物面反射鏡：

C=\begin{bmatrix}
-1/f
& 0\\
0
& 1
\end{bmatrix}
其中，C 為矩陣元素，f 為光學焦點。方塊 1 和 3 的正切和為 π（180°），方塊 2 反映了弧長的 Maclaurin 級數首階展開式：：

\arccos(-r/R)

凸面鏡產生的光矩陣與薄透鏡類似。

凸鏡與凹鏡

凸鏡與凹鏡是光學中重要的元件，它們可以改變光線的傳遞路徑，產生不同的影像。

凸鏡

凸鏡的中心比邊緣厚，可以將平行光線會聚於一點（焦點），具有匯聚光線的效果。凸鏡可以分為以下三種類型：

凹鏡

凹鏡的中心比邊緣薄，可以將平行光線發散，具有發散光線的效果。凹鏡可以分為以下三種類型：

凸鏡與凹鏡的成像特性

凸鏡與凹鏡的成像特性如下表所示：

凸鏡與凹鏡的應用

凸鏡與凹鏡在日常生活中和光學儀器中都有廣泛的應用，例如：

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八卦鏡

曲面鏡- 維基百科，自由的百科全書

• 凸透鏡： 放大鏡、望遠鏡、照相機鏡頭
• 平凸透鏡： 眼鏡、助聽器
• 凹透鏡： 廣角鏡、矯正近視眼的眼鏡
• 平凹透鏡： 視窗

瞭解凸鏡與凹鏡的成像特性對於理解光學儀器的設計和應用非常重要。