像平面（Image plane）

像平面（Image plane）
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

所謂像平面就是指成像所在的平面。如果這個平面可用屏幕成像，可使底片感光，則代表這種成像是一種實際光線匯聚，是一種實像(real image)。反之，如果這種成像不能在屏幕成像，或使底片感光，則代表這種成像是一種光線延長線的交會，並沒有實際光線匯聚，所以是一種虛像(virtual image)。

對於透鏡而言，實像的成像位置在透鏡後，而虛像的成像位置在透鏡前。

凹透鏡必定成虛像，而凸透鏡可能成實像也可能成虛像，若物體在無窮遠到焦點之間，則成實像；若物體在焦距之內，即物體在焦點與鏡心之間，則物體成虛像。

對面鏡而言剛好相反，實像的成像位置在面鏡前，而虛像的成像位置在面鏡後。凸面鏡必定成虛像，而凹面鏡可能成實像也可能成虛像，若物體在無窮遠到焦點之間，則成實像；若物體在焦距之內，即物體在焦點與鏡心之間，則物體成虛像。

根據光束追蹤法，不管是反射還是折射，實際光線匯聚必定是倒立的，所以對單一面鏡或透鏡而言，成實像必倒立。相對而言，當光線的延長線交會，必與原物相對成正立，因此對單一面鏡或透鏡而言，成虛像必倒立。
由成像公式高斯式：

$$\displaystyle \frac{1}{p}+\frac{1}{q}=\frac{1}{f}$$

其中 $$p$$ 代表物距，$$q$$ 代表像距，$$f$$ 代表焦距。若成實像，則 $$q$$ 為正值，反之，若成虛像，$$q$$ 為負值。

當物體成虛像時，無法用屏幕法測得成像位置，這時需使用視差法測得成像位置。所謂視差法，就是利用遠方物體當作不動，這時頭往某一個方向擺動，則近方物體會與頭擺動方向相反。因此當像與指針作視差法，以像為基準，如果指針擺動方向與頭相反，表示指針位置太近，應移離觀察者的位置。反之，如果指針擺動方向與頭相同，表示指針位置太遠，應移近觀察者的位置。直到指針與像的相對位置都不隨頭的擺動而改變時，則此時我們可以確定指針的位置就是像的位置。

視差法不僅適用在測得虛像的成像位置，對於實像也可以使用，只不過相對而言，屏幕法比視差法操作更為方便，因此，在求實像成像位置時，我們比較常用屏幕法。

參考資料: http://en.wikipedia.org/wiki/Image_plane