Optiske instrumentformler til spejle og linser

Eksempler på spørgsmål og formler til optiske instrumenter, spejle og linser

Fladt spejl

1. Et stearinlys står foran to flade spejle, der danner en vinkel på 60° i forhold til hinanden.^o, så er antallet af skygger fra stearinlyset lige så mange som….

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

Diskussion
Se de to billeder nedenfor. Objektet (grøn cirkel) er foran en spejloverflade, der reflekterer lys. Lysstrålerne, der kommer fra objektet til det plane spejl, er vinkelrette på den plane spejloverflade og danner en 90-graders vinkel.^oLysrefleksionsloven siger, at indfaldsvinklen er lig med reflektionsvinklen.

Hvis indfaldsvinklen er 90^o så er refleksionsvinklen også 90^o.
På det venstre billede er objektet mellem de to plane spejle, og der dannes to billeder. På det højre billede er objektet tættere på et af de plane spejle, og der dannes tre billeder.
Det rigtige svar er A.

Konkavt spejl

2. En tandlæge observerer og undersøger en patients bagerste kindtandhule ved hjælp af et spejl med en radius på 8 cm. For at patientens tandhule kan ses tydeligt og er stor nok for tandlægen, skal patientens tand være foran spejlet i en afstand af...

1. mindre end 4 cm foran det konkave spejl
2. mindre end 4 cm foran det konvekse spejl
3. mere end 4 cm foran det konkave spejl
4. mere end 4 cm foran det konvekse spejl

Diskussion
Det er kendt, at:
Spejlradius (r) = 8 cm
Spejlets brændvidde (f) = r / 2 = 8 / 2 = 4 cm
Spurgte: Hvor langt fra hinanden er patientens tænder i spejlet?
Svar:
Bruges spejlet som et konkavt eller konvekst spejl? I det skriftlige spørgsmål så patientens tandhulrum kan være tydeligt synligt dan stor nok af en læge Derfor skal det anvendte spejl kunne forstørre billedet af patientens tænder, og billedet skal være opretstående. Konvekse spejle producerer altid et inverteret billede, og billedstørrelsen er mindre end objektets størrelse. Omvendt kan et konkavt spejl producere et opretstående billede, hvis objektafstanden (s) er mindre end brændvidden (f). Hvis objektafstanden er større end brændvidden (f), producerer det konkave spejl et inverteret billede.
Brændvidden (f) for et konkavt spejl er 4 cm, derfor skal patientens tænder være mindre end 4 cm foran det konkave spejl.
Det rigtige svar er A.

3. Et konkavt spejl har en krumningsradius på 24 cm. Hvis en genstand placeres 20 cm foran spejlet, er det producerede billede...

1. ægte, opretstående og forstørret
2. reel, inverteret og forstørret
3. virtuel, opretstående og forstørret
4. virtuel, inverteret og reduceret

Diskussion
Det er kendt, at:
Krumningsradius (r) = 24 cm
Brændvidde (f) = R/2 = 24/2 = +12 cm
Brændvidden af ​​et konkavt spejl er positiv eller reel, fordi lysstrålen passerer gennem det konkave spejls brændpunkt.
Objektafstand (s) = 20 cm
Spurgte: Skyggers egenskaber
Svar:
Er billedet virtuelt eller virkeligt? For at finde ud af det skal du først beregne billedafstanden (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
Skyggeafstanden er positiv, hvilket betyder, at skyggen er reel, fordi lys passerer igennem den (sammenlign med billedet på siden).

Er billedet forstørret eller formindsket? Er billedet oprejst eller omvendt? For at finde ud af det skal du først beregne billedets forstørrelse (M):
M = -s' / s = -30/20 = -1,5
M > 1 betyder, at billedet er forstørret, M er negativ, hvilket betyder, at billedet er inverteret (sammenlign med billedet på siden). Så billedets egenskaber er reelle, inverterede, forstørrede.
Det rigtige svar er B.

Konveks spejl

4. Lys, der falder på et konvekst spejl i en retning parallelt med spejlets hovedakse, vil blive reflekteret….

1. mod spejlets fokuspunkt
2. som fra spejlets fokuspunkt
3. gennem spejlets krumningscenter
4. vinkelret på spejlets plan

Diskussion
Læg mærke til billedet på siden.

Det rigtige svar er B.

5. En motorcyklist ser en skygge af køretøjet bag sig, der er 1/6 af hans faktiske størrelse. Hvis afstanden mellem føreren og køretøjet bag sig er 30 meter, bruger motorcyklens bakspejl et spejl med en krumningsradius på...

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

Diskussion
Det er kendt, at:
Billedforstørrelse (M) = 1/6 gange
Objektafstand (s) = 30 meter
Spurgte: Krumningsradius for det konvekse bakspejl (R)
Svar:
Beregn skyggeafstanden (s')
Da billedforstørrelsen (M) og objektafstanden (s) er kendte, kan billedafstanden bestemmes ved hjælp af formlen for billedforstørrelse:

Et negativt fortegn betyder, at billedet er virtuelt. Billedet er 5 meter bag det konvekse spejl.

Beregn brændvidden (f)
Da objektafstanden (s) og billedafstanden (s') er kendte, kan brændvidden beregnes ved hjælp af formelen for det buede spejl:

Beregn krumningsradius (R)
Krumningsradiusen for et konvekst spejl er dobbelt så stor som brændvidden for det konvekse spejl.
R = 2 f = 2 (6 meter) = 12 meter
Krumningsradiusen for det konvekse bakspejl er 12 meter.
Det rigtige svar er C.

Konveks linse

6. En virkelig, opretstående genstand placeres i en afstand af 50 cm fra en positiv linse med en brændvidde på 25 cm. Det resulterende billedes natur er…..

1. reel, inverteret og forstørret
2. virtuel, opretstående og samme størrelse som objektet
3. virtuel, opretstående og forstørret
4. reel, inverteret og samme størrelse som objektet

Diskussion
Det er kendt, at:
Objektafstand (s) = 50 cm
Objektivets brændvidde (f) = +25 cm
Brændvidden er positiv, fordi den anvendte linse er en positiv linse eller en konveks linse.
Spurgte: Skyggernes natur er ...
Svar:
Er skyggen virtuel eller reel? For at finde ud af det skal du først beregne skyggens afstand:
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
Skyggeafstanden er positiv, hvilket betyder, at skyggen er reel, fordi lys passerer igennem den.

Er billedet forstørret eller formindsket? Er billedet oprejst eller omvendt? For at finde ud af det skal du først beregne billedets forstørrelse:
M = -s' / s = -50/50 = -1
M = 1 betyder, at skyggen har samme størrelse som objektet
M er negativt, hvilket betyder at billedet er inverteret.

Så skyggens natur er reel, inverteret og har samme størrelse som objektet.
Det rigtige svar er D.

Spørgsmålskilde:

Spørgsmål til OSN i fysik på ungdomsskolen