볼록 렌즈 관련 문제 5가지 예시
1. 볼록 렌즈(수렴 렌즈)의 초점 거리는 15cm입니다. 높이가 5cm인 물체가 렌즈의 왼쪽에 있습니다. 물체가 볼록 렌즈에서 5cm 떨어져 있을 때 상의 거리, 배율, 높이 및 상의 특성을 구하십시오.
논의
알려진 바에 따르면:
초점 거리(f) = 15cm
볼록 렌즈의 초점 거리는 양수입니다. 왜냐하면 볼록 렌즈의 초점은 빛이 통과하는 지점, 즉 실초점이기 때문입니다.
물체의 높이(h) = 5cm
물체 거리(초) = 5cm
질문했습니다 그림자 거리, 그림자 확대율, 그림자 높이 및 그림자 속성
답변 :
볼록 렌즈에 의해 물체의 상이 형성되는 모습:
이미지 거리(s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15
s' = -15/2 = -7,5cm
그림자 거리가 음수라는 것은 그림자가 허상이거나 빛이 그림자를 통과하지 않는다는 것을 의미합니다.
상 거리 7,5cm는 물체 거리 5cm보다 큽니다.
이미지 확대 배율(M):
M = -s'/s = -(-7,5)/5 = 7,5/5 = 1,5배
상의 양의 확대율은 상이 바로 서 있거나 뒤집히지 않았음을 의미합니다.
이미지 크기는 실제 물체의 크기보다 1,5배 큽니다.
그림자 높이(h'):
M = h'/h
h' = M h = (1,5)5 = 10/3 = 7,5 cm
그림자의 높이가 양수이면 그림자가 똑바로 서 있거나 거꾸로 되어 있지 않다는 뜻입니다.
이미지의 높이 7,5cm는 물체의 높이 5cm보다 큽니다.
그림자의 속성
위의 계산을 바탕으로, 오목렌즈에 의해 형성된 물체 상의 특성은 다음과 같다고 결론지을 수 있다.
– 가상 광선이나 빛은 그림자를 통과하지 못합니다.
– 똑바로 또는 거꾸로 되어 있지 않음
확대되었거나, 이미지의 크기가 실제 물체의 크기보다 작습니다.
– 상 거리(이미지 거리)가 물체 거리(물체 거리)보다 크다
2. 높이가 10cm인 물체가 초점 거리가 15cm인 볼록 렌즈 앞 30cm 지점에 있습니다. 상의 거리, 배율, 높이 및 상의 특성을 계산하세요!
논의
알려진 바에 따르면:
초점 거리(f) = 15cm
볼록 렌즈의 초점 거리는 양수입니다. 왜냐하면 볼록 렌즈의 초점은 빛이 통과하는 지점, 즉 실초점이기 때문입니다.
물체의 높이(h) = 10cm
물체 거리(초) = 30cm
질문: 그림자 거리, 그림자 확대율, 그림자 높이 및 그림자 속성
답변 :
볼록 렌즈에 의해 물체의 상이 형성되는 모습:
이미지 거리(s'):
1/s' = 1/f – 1/s = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30
s' = 30/1 = 30cm
그림자 거리가 양수이면 그림자가 실그림자이거나 빛이 그림자를 통과한다는 것을 의미합니다.
그림자 거리 30cm는 물체 거리 30cm와 같습니다.
이미지 확대 배율(M):
M = -s'/s = -(30)/30 = -30/30 = -1배
확대 배율에 음수 부호가 붙으면 상이 뒤집힌다는 의미입니다.
배율이 1이라는 것은 그림자의 크기가 물체의 크기와 같다는 것을 의미합니다.
그림자 높이(h'):
M = h'/h
h' = M h = (-1)10 = -10 cm
그림자의 높이가 음수라는 것은 그림자가 반전되어 있다는 것을 의미합니다.
그림자의 높이는 10cm로, 물체의 높이인 10cm와 같습니다.
그림자의 속성
위의 계산을 바탕으로, 오목렌즈에 의해 형성된 물체 상의 특성은 다음과 같다고 결론지을 수 있다.
- 실제 또는 빛줄기가 그림자를 통과합니다.
- 거꾸로
그림자의 크기는 물체의 크기와 같습니다.
그림자의 거리는 물체의 거리와 같습니다.
볼록 렌즈 관련 질문
1. 높이가 5cm인 물체가 초점 거리가 30cm인 볼록 렌즈 앞 10cm 지점에 있습니다. 다음을 구하십시오. (a) 상의 거리, (b) 상의 배율, (c) 상의 높이, (d) 상의 특징
정답:
(a) s' = -15 cm
(b) m = 1,5
(c) h' = 7,5cm
(d) 상의 속성: 허상, 정립, 확대
2. 볼록 렌즈의 초점 거리는 10cm이고, 물체와 볼록 렌즈 사이의 거리는 15cm이며, 물체의 높이는 2cm입니다. 상의 거리, 배율, 높이 및 상의 특성을 구하세요!
정답:
(a) s' = 30cm
(b) m = -2
(c) h' = -15cm
(d) 상의 속성: 실상, 도립상, 확대상
3. 중학교 과학 국가고시 C4-P12 제13호
다음 이미지를 보세요! 이미지에 표시된 데이터를 바탕으로 렌즈의 초점 거리는...
가. 4,5cm
나. 7,5cm
C. 10cm
깊이 12cm
논의
빛의 경로 이미지를 바탕으로, 렌즈의 종류는 볼록 렌즈 또는 양의 렌즈라고 결론지을 수 있다.
알려진 바에 따르면:
물체 거리(초) = 20cm
그림자 거리(s') = 30cm
질문: 렌즈 초점 거리(f)
답변 :
볼록 렌즈 공식:
1/s + 1/s' = 1/f
공식 및 부호 규칙에 대한 설명:
s = 물체와의 거리 (입사광선이 물체를 통과하므로 양수임)
s' = 그림자 거리 (그림자가 광선을 통과하거나 실그림자이므로 양수임)
f = 초점 거리 (볼록 렌즈의 초점은 빛이 통과하는 지점이므로 양의 값을 갖습니다.)
따라서 볼록 렌즈의 초점 거리(f)는 다음과 같습니다.
1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60
f = 60/5 = 12cm
정답은 D입니다.
4. 2011년 중학교 과학 전국 시험 문제 12번 – 볼록 렌즈
그림과 같이 볼록 렌즈 앞에 물체가 있습니다. 렌즈의 초점 거리가 20cm라면, 이 물체는 어떻게 보일까요?
물체의 이미지는 확대하여 생성됩니다...
A. 3배
B. 2회
C. 1,5배
D. 0,5배
논의
알려진 바에 따르면:
볼록 렌즈의 초점 거리(f) = 20cm
볼록 렌즈의 초점을 통과하는 광선의 초점 거리는 실수이며 양의 값을 갖습니다.
물체 거리(초) = 30cm
질문: 이미지 확대 배율(M)
답변 :
이미지 확대율을 계산하기 전에 먼저 이미지 거리(s')를 계산하십시오.
1/s' = 1/f – 1/s = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60
s' = 60/1 = 60cm
이미지 확대:
M = s'/s = 60cm / 30cm = 60/30 = 2배
정답은 B입니다.
5. 에바타나스-SMP-01-14
볼록 렌즈에서 특정 광선의 정확한 경로를 보여주는 이미지는 다음과 같습니다...
논의
볼록 렌즈는 빛을 모으기 때문에 수렴 렌즈라고도 합니다. 빛이 볼록 렌즈의 초점을 통과하기 때문에 볼록 렌즈는 실초점이 됩니다.
반면에 오목 렌즈는 빛을 퍼뜨리기 때문에 발산 렌즈라고도 합니다. 오목 렌즈의 초점은 빛이 통과하지 않기 때문에 음의 렌즈라고도 합니다.
가상 공간입니다.
옆에는 세 개의 특수 광선을 이용하여 볼록 렌즈에 상이 형성되는 과정을 보여주는 예시 이미지가 있습니다.
정답은 A입니다.
