Fórmules d'instruments òptics per a miralls i lents

Exemples de preguntes i fórmules per a instruments òptics, miralls i lents

Mirall pla

1. Una espelma es troba davant de dos miralls plans que formen un angle de 60 ^° cadascun amb l'altre , aleshores el nombre d'imatges de l'espelma és....

1. 3 buah
2. 4 buah
3. 5 buah
4. 6 buah

Discussió
Observa les dues imatges de la dreta. L'objecte (cercle verd) es troba davant d'una superfície de mirall que reflecteix la llum. Els raigs de llum que provenen de l'objecte al mirall pla són perpendiculars a la superfície del mirall pla, formant un angle de 90 graus.^oLa llei de la reflexió de la llum estableix que l'angle d'incidència és igual a l'angle de reflexió.

Si l'angle d'incidència és de 90^o llavors l'angle de reflexió també és de 90°^o.
A la imatge de l'esquerra, l'objecte es troba entre els dos miralls plans i es formen dues imatges. A la imatge de la dreta, l'objecte està més a prop d'un dels miralls plans i es formen tres imatges.
La resposta correcta és A.

Mirall còncau

2. Un dentista observa i examina la cavitat molar posterior d'un pacient amb un mirall amb un radi de 8 cm. Perquè la cavitat del pacient es pugui veure clarament i el dentista sigui prou gran, la dent del pacient ha d'estar davant del mirall a una distància de...

1. menys de 4 cm davant del mirall còncau
2. menys de 4 cm davant del mirall convex
3. més de 4 cm davant del mirall còncau
4. més de 4 cm davant del mirall convex

Discussió
Se sap que:
Radi del mirall (r) = 8 cm
Distància focal del mirall (f) = r / 2 = 8 / 2 = 4 cm
Preguntat: A quina distància es troben les dents del pacient al mirall?
Resposta:
El mirall utilitzat és un mirall còncau o un mirall convex? A la pregunta escrita perquè la cavitat dental del pacient pugui ser clarament visible Dan prou gran per un metge Per tant, el mirall utilitzat ha de poder ampliar la imatge de les dents del pacient i la imatge ha de ser vertical. Els miralls convexos sempre produeixen una imatge invertida i la mida de la imatge és més petita que la mida de l'objecte. Per contra, un mirall còncau pot produir una imatge vertical si la distància de l'objecte (s) és més petita que la distància focal (f). Si la distància de l'objecte és més gran que la distància focal (f), el mirall còncau produeix una imatge invertida.
La distància focal (f) d'un mirall còncau és de 4 cm, per tant, les dents del pacient han d'estar a menys de 4 cm davant del mirall còncau.
La resposta correcta és A.

3. Un mirall còncau té un radi de curvatura de 24 cm. Si es col·loca un objecte a 20 cm davant del mirall, la imatge produïda és...

1. real, vertical i ampliat
2. real, invertit i ampliat
3. virtual, vertical i ampliat
4. virtual, invertit i reduït

Discussió
Se sap que:
Radi de curvatura (r) = 24 cm
Distància focal (f) = R/2 = 24/2 = +12 cm
La distància focal d'un mirall còncau és positiva o real perquè el feix de llum passa pel punt focal del mirall còncau.
Distància a l'objecte (s) = 20 cm
Preguntat: Propietats de les ombres
Resposta:
La imatge és virtual o real? Per esbrinar-ho, primer calcula la distància de la imatge (s'):
1/s + 1/s' = 1/f
1/s' = 1/f – 1/s
1/s' = 1/12 – 1/20
1/s' = 5/60 – 3/60
1/s' = 2/60
s' = 60/2
s' = 30 cm
La distància d'ombra és positiva, és a dir, que l'ombra és real perquè la llum hi passa a través (compareu-ho amb la imatge del costat).

La imatge està ampliada o reduïda? La imatge està dreta o invertida? Per esbrinar-ho, primer calcula l'ampliació de la imatge (M):
M = -s' / s = -30/20 = -1,5
M > 1 significa que la imatge està ampliada, M és negatiu, cosa que significa que la imatge està invertida (compareu-la amb la imatge del costat). Per tant, les propietats de la imatge són real, invertida, ampliada
La resposta correcta és B.

Mirall convex

4. La llum que incideix sobre un mirall convex en una direcció paral·lela a l'eix principal del mirall es reflectirà...

1. cap al punt focal del mirall
2. com si fos des del punt focal del mirall
3. a través del centre de curvatura del mirall
4. perpendicular al pla del mirall

Discussió
Observeu la imatge del costat.

La resposta correcta és B.

5. Un motociclista veu l'ombra del vehicle que té darrere com 1/6 de la seva mida real. Si la distància entre el conductor i el vehicle que té darrere és de 30 metres, el retrovisor de la motocicleta utilitza un mirall amb un radi de curvatura de...

1. 7,14 m
2. 8,57 m
3. 12,00 m
4. 24,00 m

Discussió
Se sap que:
Ampliació de la imatge (M) = 1/6 vegades
Distància de l'objecte (s) = 30 metres
Preguntat: Radi de curvatura del retrovisor convex (R)
Resposta:
Calcula la distància de l'ombra (s')
Com que l'ampliació de la imatge (M) i la distància a l'objecte (s) són conegudes, la distància a la imatge es pot determinar mitjançant la fórmula d'ampliació de la imatge:

El signe negatiu significa que la imatge és virtual. La imatge es troba a 5 metres darrere del mirall convex.

Calcula la distància focal (f)
Com que la distància a l'objecte (s) i la distància a la imatge (s') són conegudes, la distància focal es pot calcular utilitzant la fórmula del mirall corbat:

Calcula el radi de curvatura (R)
El radi de curvatura d'un mirall convex és el doble de la distància focal del mirall convex.
R = 2 f = 2 (6 metres) = 12 metres
El radi de curvatura del mirall retrovisor convex és de 12 metres.
La resposta correcta és C.

Lent convexa

6. Un objecte real i vertical es col·loca a una distància de 50 cm d'una lent positiva amb una distància focal de 25 cm. La naturalesa de la imatge resultant és...

1. real, invertit i ampliat
2. virtual, vertical i de la mateixa mida que l'objecte
3. virtual, vertical i ampliat
4. real, invertit i de la mateixa mida que l'objecte

Discussió
Se sap que:
Distància a l'objecte (s) = 50 cm
Distància focal de la lent (f) = +25 cm
La distància focal és positiva perquè la lent utilitzada és una lent positiva o una lent convexa.
Preguntat: La naturalesa de les ombres és...
Resposta:
L'ombra és virtual o real? Per esbrinar-ho, primer calcula la distància de l'ombra:
1/s' = 1/f – 1/s
1/s' = 1/25 – 1/50
1/s' = 2/50 – 1/50
1/s' = 1/50
s' = 50/1
s' = 50 cm
La distància d'ombra és positiva, és a dir, que l'ombra és real perquè la llum la travessa.

La imatge està ampliada o reduïda? La imatge està dreta o invertida? Per esbrinar-ho, primer calcula l'ampliació de la imatge:
M = -s' / s = -50/50 = -1
M = 1 significa que l'ombra té la mateixa mida que l'objecte
M és negatiu, és a dir, que la imatge està invertida.

Així doncs, la naturalesa de l'ombra és real, invertida i de la mateixa mida que l'objecte.
La resposta correcta és D.

Font de la pregunta:

Preguntes OSN de física de secundària