Εστιακό σημείο

Όταν το σημειακό αντικείμενο Ρ βρίσκεται πολύ μακριά από το κάτοπτρο, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι οι προσπίπτουσες ακτίνες οδεύουν παράλληλα προς τον οπτικό άξονα (σχήμα Σ-14α). Οι ακτίνες, αφού ανακλαστούν, συγκλίνουν σε ένα σημείο F του οπτικού άξονα. Το σημείο F ονομάζεται εστιακό σημείο ή απλώς εστία. Η απόσταση του F από την κορυφή V του κατόπτρου συμβολίζεται με το γράμμα f και ονομάζεται εστιακή απόσταση. Εφαρμόζοντας τη σχέση (1) για s=- και s=f έχουμε:

Όταν το είδωλο σχηματίζεται στην περιοχή των προσπιπτουσών ακτίνων (μπροστά στο κάτοπτρο), ονομάζεται πραγματικό είδωλο. Σε αντίθετη περίπτωση, όταν το είδωλο σχηματίζεται πίσω από το κάτοπτρο, δηλαδή είναι αποτέλεσμα της σύγκλισης των προεκτάσεων των ακτίνων, ονομάζεται φανταστικό είδωλο. Η απόσταση s παίρνει τότε αρνητικές τιμές.

Γενικά ισχύει η σχέση: Τύπος των κατόπτρων (3)

Σ-14 (α) Οι ακτίνες προσπίπτουν παράλληλα προς τον άξονα και συγκλίνουν στο εστιακό σημείο F. Ισχύει: s = f = R/2. (β) Οι ακτίνες ξεκινούν από το εστιακό σημείο και, αφού ανακλαστούν στο κοίλο κάτοπτρο, γίνονται παράλληλες προς τον οπτικό άξονα.

Σ-15 Το παραπάνω σχήμα δείχνει τη γεωμετρική κατασκευή του ειδώλου PQ ενός αντικειμένου PQ. Από την πορεία των ακτίνων γίνεται σαφής ο τρόπος με τον οποίο προσδιορίστηκε γραφικά η θέση, ο προσανατολισμός και το μέγεθος του ειδώλου. Το πηλίκο m = PQ/PQ ορίζεται ως εγκάρσια μεγέθυνση. Από τα όμοια τρίγωνα PQV και PQV προκύπτει ότι m = s/s. Το αρνητικό πρόσημο της μεγέθυνσης δηλώνει ότι το είδωλο είναι αντεστραμμένο σε σχέση με το αντικείμενο, όπως δείχνει το σχήμα.