§ 93. Связь между положениями источника и его изображения на главной оси сферического зеркала

Проследим, как будет меняться положение изображения при приближении источника света из бесконечности к вогнутому зеркалу (рис. 207, а - г). Из формулы (92.2) видно, что если источник проделает путь из бесконечности до центра зеркала, то его изображение переместится из фокуса в центр зеркала. В итоге положения источника и изображения совпадут (рис. 207. б).

Рис. 207. Образование изображения в вогнутом сферическом зеркале при различных положениях точечного источника на оси зеркала: а) источник между центром и бесконечностью; б) в центре; в) между центром и фокусом; г)  между фокусом и зеркалом

При перемещении источника света от центра к фокусу его изображение удаляется от центра зеркала (рис. 207, в). При помещении источника света в фокус его изображение уходит в бесконечность, т. е., как мы уже знаем, точечный источник в фокусе зеркала дает пучок параллельных лучей.

Если, наконец, источник света находится между фокусом зеркала и его полюсом, то отраженные лучи не будут иметь общей вершины с вогнутой стороны зеркала и нигде не пересекут главной оси зеркала (рис. 207, г). Только их продолжения за зеркалом (показанные на рисунке штриховыми линиями) будут иметь общую вершину (). Это значит, что изображение в данном случае будет мнимым. Для отыскания его положения достаточно продолжить за зеркало направление любого отраженного луча; место его пересечения с главной осью даст положение изображения.

Рассмотрим изображения, даваемые выпуклым сферическим зеркалом. Мы уже видели, что выпуклое зеркало имеет мнимый фокус на расстоянии  от полюса. Построение изображения для точки, расположенной на конечном расстоянии от зеркала, выполнено на рис. 208. Мы видим, что выпуклое зеркало всегда дает мнимое изображение.

Рис. 208. Построение мнимого изображения в выпуклом сферическом зеркале