5 příkladů otázek o konvexních čočkách
1. Ohnisková vzdálenost konvexní čočky (spojky) je 15 cm. Předmět vysoký 5 cm se nachází vlevo od čočky. Určete obrazovou vzdálenost, zvětšení obrazu, výšku obrazu a vlastnosti obrazu, pokud je předmět od konvexní čočky vzdálen 5 cm.
Diskuse
Je známo, že:
Ohnisková vzdálenost (f) = 15 cm
Ohnisková vzdálenost konvexní čočky je kladná, protože ohniskem konvexní čočky prochází paprsek světla nebo je ohnisko skutečné.
Výška objektu (v) = 5 cm
Vzdálenost objektu (s) = 5 cm
Zeptal se vzdálenost stínu, zvětšení stínu, výška stínu a vlastnosti stínu
Odpověď:
Obraz formování obrazu objektu konvexní čočkou:
Vzdálenost obrazu (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15
s' = -15/2 = -7,5 cm
Záporná vzdálenost stínu znamená, že stín je virtuální nebo že světelný paprsek stínem neprochází.
Vzdálenost obrazu 7,5 cm je větší než vzdálenost objektu 5 cm.
Zvětšení obrazu (M):
M = -s'/s = -(-7,5)/5 = 7,5/5 = 1,5krát
Kladné zvětšení obrazu znamená, že obraz je vzpřímený neboli není převrácený.
Velikost obrázku je 1,5krát větší než velikost objektu.
Výška stínu (h'):
M = h'/h
h' = M h = (1,5)5 = 10/3 = 7,5 cm
Výška stínu je kladná, což znamená, že stín je vzpřímený neboli není obrácený.
Výška obrazu 7,5 cm je větší než výška objektu 5 cm.
Vlastnosti stínů
Na základě výše uvedených výpočtů lze usoudit, že vlastnosti obrazu objektu vytvořeného konkávní čočkou jsou:
– virtuální neboli světelné paprsky neprocházejí stínem
– Vzpřímeně nebo ne vzhůru nohama
– Zvětšený nebo je velikost obrázku menší než velikost objektu
– Vzdálenost obrazu je větší než vzdálenost objektu
2. Předmět o výšce 10 cm se nachází 30 cm před konvexní čočkou s ohniskovou vzdáleností 15 cm. Vypočítejte obrazovou vzdálenost, zvětšení obrazu, výšku obrazu a vlastnosti obrazu!
Diskuse
Je známo, že:
Ohnisková vzdálenost (f) = 15 cm
Ohnisková vzdálenost konvexní čočky je kladná, protože ohniskem konvexní čočky prochází paprsek světla nebo je ohnisko skutečné.
Výška objektu (v) = 10 cm
Vzdálenost objektu (s) = 30 cm
Zeptal se: vzdálenost stínu, zvětšení stínu, výška stínu a vlastnosti stínu
Odpověď:
Obraz formování obrazu objektu konvexní čočkou:
Vzdálenost obrazu (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30
s' = 30/1 = 30 cm
Kladná vzdálenost stínu znamená, že stín je skutečný nebo že jím prochází světelný paprsek.
Vzdálenost stínu 30 cm je stejná jako vzdálenost objektu 30 cm.
Zvětšení obrazu (M):
M = -s'/s = -(30)/30 = -30/30 = -1krát
Zvětšení obrazu se záporným znaménkem znamená, že obraz je invertovaný.
Zvětšení 1 znamená, že velikost stínu je stejná jako velikost objektu.
Výška stínu (h'):
M = h'/h
h' = M h = (-1)10 = -10 cm
Výška stínu je záporná, což znamená, že stín je invertovaný.
Výška stínu je 10 cm, což je stejná jako výška objektu, která je 10 cm.
Vlastnosti stínů
Na základě výše uvedených výpočtů lze usoudit, že vlastnosti obrazu objektu vytvořeného konkávní čočkou jsou:
– skutečný nebo světelný paprsek prochází stínem
- pozpátku
– velikost stínu je stejná jako velikost objektu
– vzdálenost stínu je stejná jako vzdálenost objektu
Otázky týkající se konvexních čoček
1. Předmět o výšce 5 cm je umístěn 10 cm před konvexní čočkou s ohniskovou vzdáleností 30 cm. Určete: (a) vzdálenost obrazu, (b) zvětšení obrazu, (c) výšku obrazu a (d) vlastnosti obrazu!
Klíč k odpovědím:
(a) s' = -15 cm
(b) m = 1,5
(c) v' = 7,5 cm
(d) vlastnosti obrazu: virtuální, vzpřímený, zvětšený
2. Ohnisková vzdálenost konvexní čočky je 10 cm, vzdálenost předmětu od konvexní čočky je 15 cm a výška předmětu je 2 cm. Určete obrazovou vzdálenost, zvětšení obrazu, výšku obrazu a vlastnosti obrazu!
Klíč k odpovědím:
(a) s' = 30 cm
(b) m = -2
(c) v' = -15 cm
(d) vlastnosti obrazu: skutečný, převrácený, zvětšený
3. Celostátní zkouška z přírodních věd pro druhý stupeň základní školy C4-P12 č. 13
Podívejte se na následující obrázek! Na základě údajů zobrazených na obrázku je ohnisková vzdálenost objektivu...
A. 4,5 cm
B. 7,5 cm
Cca 10 cm
D. 12 cm
Diskuse
Na základě obrazu dráhy světla se usuzuje, že typ čočky je konvexní čočka nebo pozitivní čočka.
Je známo, že:
Vzdálenost objektu (s) = 20 cm
Vzdálenost stínu (s') = 30 cm
Otázka: Ohnisková vzdálenost objektivu (f)
Odpověď:
Vzorec konvexní čočky:
1/s + 1/s' = 1/f
Vysvětlení vzorců a pravidel znamének:
s = vzdálenost objektu (kladná, protože objekt prochází dopadajícím světelným paprskem)
s' = vzdálenost stínu (kladná, protože stín prochází světelným paprskem nebo je stín skutečný)
f = ohnisková vzdálenost (ohnisko konvexní čočky je kladné, protože prochází paprskem světla)
Ohnisková vzdálenost konvexní čočky (f):
1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60
f = 60/5 = 12 cm
Správná odpověď je D.
4. Otázka č. 12 z celostátní zkoušky z přírodních věd pro druhý stupeň základní školy, rok 2011 – Konvexní čočky
Před konvexní čočkou se nachází objekt, jak je znázorněno na obrázku. Pokud je ohnisková vzdálenost čočky 20 cm, bude...
obraz objektu se získá zvětšením...
A. 3krát
B. 2krát
C. 1,5krát
D. 0,5krát
Diskuse
Je známo, že:
Ohnisková vzdálenost konvexní čočky (f) = 20 cm
Ohniskem konvexní čočky prochází paprsek světla tak, že ohnisková vzdálenost konvexní čočky je reálná a má kladné znaménko.
Vzdálenost objektu (s) = 30 cm
Otázka: Zvětšení obrazu (M)
Odpověď:
Před výpočtem zvětšení obrazu nejprve vypočítejte vzdálenost obrazu (s').
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 cm
Zvětšení obrazu:
M = s'/s = 60 cm / 30 cm = 60/30 = 2krát
Správná odpověď je B.
5. EBTANAS-SMP-01-14
Obrázek, který ukazuje správnou dráhu speciálních paprsků v konvexní čočce, je...
Diskuse
Konvexní čočka se také nazývá spojná čočka, protože shromažďuje světlo. Pozitivní čočka se nazývá, protože světlo prochází ohniskem konvexní čočky, a proto je skutečná.
Na druhou stranu, konkávní čočka se také nazývá rozptylná čočka, protože rozptyluje světlo. Nazývá se negativní čočka, protože ohniskem konkávní čočky světlo neprochází, protože
je to virtuální.
Vedle toho je příklad obrazu, který ukazuje, jak se obraz na konvexní čočce vytváří pomocí tří speciálních paprsků.
Správná odpověď je A.
