5 esempi di domande sulle lenti convesse
1. La lunghezza focale di una lente convessa (lente convergente) è di 15 cm. Un oggetto alto 5 cm si trova a sinistra della lente. Determinare la distanza dell'immagine, l'ingrandimento dell'immagine, l'altezza dell'immagine e le proprietà dell'immagine se l'oggetto si trova a 5 cm dalla lente convessa.
Discussione
È noto che:
Lunghezza focale (f) = 15 cm
La lunghezza focale di una lente convessa è positiva perché il punto focale della lente convessa viene attraversato da un fascio di luce, ovvero è reale.
Altezza dell'oggetto (h) = 5 cm
Distanza dell'oggetto (s) = 5 cm
Chiesto distanza dell'ombra, ingrandimento dell'ombra, altezza dell'ombra e proprietà dell'ombra
Risposta :
Immagine della formazione dell'immagine di un oggetto tramite una lente convessa:
Distanza dell'immagine (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15
s' = -15/2 = -7,5 cm
Una distanza d'ombra negativa significa che l'ombra è virtuale o che il raggio di luce non la attraversa.
La distanza dell'immagine di 7,5 cm è maggiore della distanza dell'oggetto di 5 cm.
Ingrandimento dell'immagine (M):
M = -s'/s = -(-7,5)/5 = 7,5/5 = 1,5 volte
Un ingrandimento positivo dell'immagine significa che l'immagine è diritta o non capovolta.
Le dimensioni dell'immagine sono 1,5 volte maggiori delle dimensioni dell'oggetto.
Altezza dell'ombra (h'):
M = h'/h
h' = M h = (1,5)5 = 10/3 = 7,5 cm
L'altezza dell'ombra è positiva, ovvero l'ombra è diritta o non capovolta.
L'altezza dell'immagine, pari a 7,5 cm, è maggiore dell'altezza dell'oggetto, pari a 5 cm.
Proprietà delle ombre
In base ai calcoli sopra riportati, si può concludere che le proprietà dell'immagine di un oggetto formata da una lente concava sono:
– i raggi virtuali o luminosi non attraversano l'ombra
– In posizione verticale o non capovolta
– Ingrandita o la dimensione dell'immagine è inferiore alla dimensione dell'oggetto
– La distanza dell'immagine è maggiore della distanza dell'oggetto
2. Un oggetto alto 10 cm si trova a 30 cm di fronte a una lente convessa con una lunghezza focale di 15 cm. Calcola la distanza dell'immagine, l'ingrandimento dell'immagine, l'altezza dell'immagine e le proprietà dell'immagine!
Discussione
È noto che:
Lunghezza focale (f) = 15 cm
La lunghezza focale di una lente convessa è positiva perché il punto focale della lente convessa viene attraversato da un fascio di luce, ovvero è reale.
Altezza dell'oggetto (h) = 10 cm
Distanza dell'oggetto (s) = 30 cm
Chiesto: distanza dell'ombra, ingrandimento dell'ombra, altezza dell'ombra e proprietà dell'ombra
Risposta :
Immagine della formazione dell'immagine di un oggetto tramite una lente convessa:
Distanza dell'immagine (s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30
s' = 30/1 = 30 cm
Una distanza d'ombra positiva significa che l'ombra è reale o che un raggio di luce la attraversa.
La distanza dell'ombra di 30 cm corrisponde alla distanza dell'oggetto di 30 cm.
Ingrandimento dell'immagine (M):
M = -s'/s = -(30)/30 = -30/30 = -1 volte
L'ingrandimento di un'immagine con segno negativo significa che l'immagine è invertita.
Un ingrandimento di 1 significa che la dimensione dell'ombra è uguale alla dimensione dell'oggetto.
Altezza dell'ombra (h'):
M = h'/h
h' = M h = (-1)10 = -10 cm
L'altezza dell'ombra è negativa, il che significa che l'ombra è invertita.
L'altezza dell'ombra è di 10 cm, che corrisponde all'altezza dell'oggetto, ovvero 10 cm.
Proprietà delle ombre
In base ai calcoli sopra riportati, si può concludere che le proprietà dell'immagine di un oggetto formata da una lente concava sono:
– un raggio di luce reale attraversa l'ombra
- all'indietro
– la dimensione dell'ombra è uguale alla dimensione dell'oggetto
– la distanza dell'ombra è uguale alla distanza dell'oggetto
Domande sulle lenti convesse
1. Un oggetto alto 5 cm si trova a 10 cm di fronte a una lente convessa con una lunghezza focale di 30 cm. Determinare: (a) la distanza dell'immagine, (b) l'ingrandimento dell'immagine, (c) l'altezza dell'immagine e (d) le caratteristiche dell'immagine!
Chiave di risposta:
(a) s' = -15 cm
(b) m = 1,5
(c) h' = 7,5 cm
(d) proprietà dell'immagine: virtuale, diritta, ingrandita
2. La lunghezza focale di una lente convessa è di 10 cm, la distanza dell'oggetto dalla lente convessa è di 15 cm e l'altezza dell'oggetto è di 2 cm. Determinare la distanza dell'immagine, l'ingrandimento dell'immagine, l'altezza dell'immagine e le proprietà dell'immagine!
Chiave di risposta:
(a) s' = 30 cm
(b) m = -2
(c) h' = -15 cm
(d) proprietà dell'immagine: reale, invertita, ingrandita
3. Esame nazionale di scienze per la scuola media inferiore C4-P12 n. 13
Osserva l'immagine seguente! In base ai dati mostrati nell'immagine, la lunghezza focale dell'obiettivo è...
A. 4,5 cm
B. 7,5 cm
C. 10 cm
D. 12 cm
Discussione
In base all'immagine del percorso della luce, si conclude che il tipo di lente è una lente convessa o positiva.
È noto che:
Distanza dell'oggetto (s) = 20 cm
Distanza dell'ombra (s') = 30 cm
Chiesto: Lunghezza focale dell'obiettivo (f)
Risposta :
Formula della lente convessa:
1/s + 1/s' = 1/f
Spiegazione delle formule e delle regole dei segni:
s = distanza dell'oggetto (positiva perché l'oggetto viene attraversato dal fascio di luce incidente)
s' = distanza dell'ombra (positiva perché l'ombra attraversa un raggio di luce o è reale)
f = lunghezza focale (il fuoco di una lente convessa è positivo perché attraversa un fascio di luce)
Quindi la lunghezza focale della lente convessa (f):
1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60
f = 60/5 = 12 cm
La risposta corretta è D.
4. Domanda n. 12 dell'esame nazionale di scienze per le scuole medie inferiori del 2011: Lenti convesse
Un oggetto si trova davanti a una lente convessa come mostrato in figura. Se la lunghezza focale della lente è di 20 cm, esso...
L'immagine di un oggetto viene prodotta mediante ingrandimento...
A. 3 volte
B. 2 volte
C. 1,5 volta
D. 0,5 volte
Discussione
È noto che:
Lunghezza focale della lente convessa (f) = 20 cm
Il punto focale di una lente convessa viene attraversato da un fascio di luce, pertanto la lunghezza focale della lente convessa è reale e ha segno positivo.
Distanza dell'oggetto (s) = 30 cm
Chiesto: Ingrandimento dell'immagine (M)
Risposta :
Prima di calcolare l'ingrandimento dell'immagine, calcolare innanzitutto la distanza dell'immagine (s').
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60 cm
Ingrandimento dell'immagine:
M = s'/s = 60 cm / 30 cm = 60/30 = 2 volte
La risposta corretta è B.
5. EBTANAS-SMP-01-14
L'immagine che mostra il percorso corretto dei raggi speciali in una lente convessa è...
Discussione
Una lente convessa è anche detta lente convergente perché raccoglie la luce. Viene definita lente positiva perché la luce passa attraverso il punto focale di una lente convessa, rendendola reale.
D'altra parte, una lente concava è anche chiamata lente divergente perché diffonde la luce. È chiamata lente negativa perché il punto focale di una lente concava non viene attraversato dalla luce perché
è virtuale.
Accanto a questa immagine si trova un esempio della formazione di un'immagine su una lente convessa utilizzando tre raggi speciali.
La risposta corretta è A.
