光学機器用拡大鏡 – 問題点と解決策

1. 高さ2mmの物体を拡大鏡から10cm離れた場所に置いた。近点N = 25cmである。角倍率と像の高さを求めよ。

既知:

物体の高さ (h o ) = 2 mm

近接点(N)=25cm

物体距離(d o ) = 10 cm

求む:角倍率(M)と像高(hi)

解決策:

M = N / s

M = 25 cm / 10 cm

M = 2.5

画像の高さは2.5×2mm=5mmです。

2. 焦点距離 25 cm のレンズを拡大鏡として使用します。(a)目が近点 N = 25 cm に焦点を合わせたときの角倍率、(b) 目がリラックスしたときの角倍率を求めます。

既知:

近接点(N)=25cm

虫眼鏡の焦点距離 (f) = 25 cm

プラス記号は、そのレンズが収束レンズであることを示しています。

解決策:

(a)眼が近点N = 25 cmに焦点を合わせたときの角倍率

M = (N/f) + 1

M = (25 cm / 25 cm) + 1

M = 1 + 1

M = 2 X

物体の高さが1cmの場合、画像の高さは2×1cm=2cmになります。

(b)眼球がリラックスしているときの角度倍率

M = N / f

M = (25 cm / 25 cm)

M = 1 X

物体の高さが1cmの場合、画像の高さは1×1cm=1cmになります。

3. 高さ 1 cm の物体を焦点距離 10 cm のレンズの前に置きます。(a)目が近点 N = 25 cm に焦点を合わせたときの像の高さ、(b) 目がリラックスしたときの像の高さを求めます。

既知:

物体の高さ (h o ) = 1 cm

焦点距離 (f) = 10 cm

近接点(N)=25cm

解決策:

(a)目が近点N=25cmに焦点を合わせたときの像の高さ

M = (N/f) + 1

M = (25 cm / 10 cm) + 1

M = 2.5 + 1

M = 3.5 X

物体の高さが1cmの場合、画像の高さは3.5×1cm=3.5cmになります。

(b)目がリラックスしているときの像の高さ。

M = N/f

M = 25 cm / 10 cm

M = 2.5 X

物体の高さが1cmの場合、画像の高さは2.5×1cm=2.5cmになります。

4. 目がリラックスした状態のときの角倍率は5倍です。近点が25cmの場合、拡大鏡の焦点距離はいくらですか?

既知:

物体の高さ (h o ) = 2 mm

角倍率(M)=5倍

近接点(N)=25cm

求む:焦点距離

解決策:

目がリラックスした状態における角度倍率の計算式:

M = N/f

5 = 25 cm / f

f = 25 cm / 5

f = 5 cm

虫眼鏡の焦点距離は5cmです。

5.焦点距離が15cmの拡大鏡で物体を見ている人がいる。その人の目の近点が30cmである場合、拡大鏡の総合倍率を求めなさい。

既知:

正常な眼の近点(N)=30cm

拡大鏡の焦点距離(f)=15cm(収束性のためプラス符号)

求む:最大倍率

解決策:

最大倍率は、目の調節力が最大になったときに得られます。拡大鏡の角度倍率は、目の調節力が最大になったときに得られます。

M = (N/f) + 1

M = (30 cm / 15 cm) + 1

M = 2 + 1

M = 3回

6. 正常な目の人が25cmの距離で使用する、光学パワー20ジオプトリーの拡大鏡。調節力が最小の場合、最小倍率を求めなさい。

既知:

正常な眼の近点(N)=25cm

拡大鏡の倍率(P)=20ジオプトリー

求む:最小倍率

解決策:

虫眼鏡の焦点距離:

P = 1/f

20 = 1/f

f = 1/20

f = 0.05メートル

f = 5 cm

調節が最小のときの角度倍率:

M = N / f

M = (25 cm / 5 cm)

M = 5回

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