Formules voor optische instrumenten zoals spiegels en lenzen

Voorbeelden van vragen en formules voor optische instrumenten, spiegels en lenzen.

Platte spiegel

1. Een kaars bevindt zich voor twee vlakke spiegels die een hoek van 60 ^° met elkaar vormen . Het aantal beelden van de kaars is dan...

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

Discussie
Bekijk de twee afbeeldingen rechts. Het object (groene cirkel) bevindt zich voor een spiegeloppervlak dat licht reflecteert. De lichtstralen die van het object naar de vlakke spiegel gaan, staan ​​loodrecht op het spiegeloppervlak en vormen een hoek van 90 graden.^oDe wet van de lichtreflectie stelt dat de invalshoek gelijk is aan de reflectiehoek.

Als de invalshoek 90 is^o dan is de reflectiehoek ook 90 graden.^o.
Op de linker afbeelding bevindt het object zich tussen de twee vlakke spiegels en worden er twee beelden gevormd. Op de rechter afbeelding bevindt het object zich dichter bij een van de vlakke spiegels en worden er drie beelden gevormd.
Het juiste antwoord is A.

Concave spiegel

2. Een tandarts bekijkt en onderzoekt de tandholte van een achterste kies van een patiënt met behulp van een spiegel met een straal van 8 cm. Om de tandholte van de patiënt duidelijk te kunnen zien en ervoor te zorgen dat deze groot genoeg is voor de tandarts, moet de kies van de patiënt zich op een afstand van... voor de spiegel bevinden.

1. minder dan 4 cm voor de concave spiegel
2. minder dan 4 cm voor de bolle spiegel
3. meer dan 4 cm voor de concave spiegel
4. meer dan 4 cm voor de bolle spiegel

Discussie
Het is bekend dat:
Spiegelstraal (r) = 8 cm
Brandpuntsafstand van de spiegel (f) = r / 2 = 8 / 2 = 4 cm
Gevraagd: Hoe ver staan ​​de tanden van de patiënt uit elkaar in de spiegel?
Antwoord :
Is de gebruikte spiegel een concave of een convexe spiegel? In de schriftelijke vraag zodat de tandholte van de patiënt kan worden duidelijk zichtbaar Dan groot genoeg door een arts De gebruikte spiegel moet daarom het beeld van de tanden van de patiënt kunnen vergroten en het beeld moet rechtopstaand zijn. Bolle spiegels produceren altijd een omgekeerd beeld en de beeldgrootte is kleiner dan de grootte van het object. Omgekeerd kan een holle spiegel een rechtopstaand beeld produceren als de objectafstand (s) kleiner is dan de brandpuntsafstand (f). Als de objectafstand groter is dan de brandpuntsafstand (f), produceert de holle spiegel een omgekeerd beeld.
De brandpuntsafstand (f) van een concave spiegel is 4 cm; daarom moeten de tanden van de patiënt zich op minder dan 4 cm afstand van de concave spiegel bevinden.
Het juiste antwoord is A.

3. Een concave spiegel heeft een kromtestraal van 24 cm. Als een voorwerp 20 cm voor de spiegel wordt geplaatst, is het beeld dat ontstaat...

1. echt, rechtopstaand en vergroot
2. echt, omgekeerd en vergroot
3. virtueel, rechtopstaand en vergroot
4. virtueel, omgekeerd en gereduceerd

Discussie
Het is bekend dat:
Kromtestraal (r) = 24 cm
Brandpuntsafstand (f) = R/2 = 24/2 = +12 cm
De brandpuntsafstand van een concave spiegel is positief of reëel, omdat de lichtstraal door het brandpunt van de concave spiegel gaat.
Objectafstand (s) = 20 cm
Gevraagd: Eigenschappen van schaduwen
Antwoord :
Is de afbeelding virtueel of reëel? Om dat te achterhalen, berekent u eerst de beeldafstand (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
De schaduwafstand is positief, wat betekent dat de schaduw echt is omdat er licht doorheen schijnt (vergelijk met de afbeelding hiernaast).

Is de afbeelding vergroot of verkleind? Staat de afbeelding rechtop of omgekeerd? Om dit te achterhalen, berekent u eerst de beeldvergroting (M):
M = -s' / s = -30/20 = -1,5
M > 1 betekent dat de afbeelding vergroot is, M negatief betekent dat de afbeelding omgekeerd is (vergelijk met de afbeelding aan de zijkant). De eigenschappen van de afbeelding zijn dus reëel, omgekeerd en vergroot.
Het juiste antwoord is B.

Bolle spiegel

4. Licht dat op een bolle spiegel valt in een richting parallel aan de hoofdas van de spiegel, zal worden weerkaatst….

1. richting het brandpunt van de spiegel
2. alsof vanuit het brandpunt van de spiegel
3. door het krommingsmiddelpunt van de spiegel
4. loodrecht op het vlak van de spiegel

Discussie
Bekijk de afbeelding aan de zijkant.

Het juiste antwoord is B.

5. Een motorrijder ziet de schaduw van het voertuig achter hem als 1/6 van de werkelijke grootte. Als de afstand tussen de bestuurder en het voertuig achter hem 30 meter is, dan gebruikt de achteruitkijkspiegel van de motorfiets een spiegel met een kromtestraal van...

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

Discussie
Het is bekend dat:
Beeldvergroting (M) = 1/6 keer
Objectafstand (s) = 30 meter
Gevraagd: Kromtestraal van de bolle achteruitkijkspiegel (R)
Antwoord :
Bereken de schaduwafstand (s')
Omdat de beeldvergroting (M) en de objectafstand (s) bekend zijn, kan de beeldafstand worden bepaald met behulp van de formule voor de beeldvergroting:

Het minteken betekent dat het beeld virtueel is. Het beeld bevindt zich 5 meter achter de bolle spiegel.

Bereken de brandpuntsafstand (f)
Omdat de objectafstand (s) en de beeldafstand (s') bekend zijn, kan de brandpuntsafstand worden berekend met behulp van de formule voor een gekromde spiegel:

Bereken de kromtestraal (R).
De kromtestraal van een bolle spiegel is tweemaal de brandpuntsafstand van de bolle spiegel.
R = 2 f = 2 (6 meter) = 12 meter
De kromtestraal van de bolle achteruitkijkspiegel is 12 meter.
Het juiste antwoord is C.

Bolle lens

6. Een echt, rechtopstaand object wordt op een afstand van 50 cm van een positieve lens met een brandpuntsafstand van 25 cm geplaatst. De aard van het resulterende beeld is…..

1. echt, omgekeerd en vergroot
2. virtueel, rechtopstaand en even groot als het object
3. virtueel, rechtopstaand en vergroot
4. reëel, omgekeerd en even groot als het object

Discussie
Het is bekend dat:
Objectafstand (s) = 50 cm
Brandpuntsafstand van de lens (f) = +25 cm
De brandpuntsafstand is positief omdat de gebruikte lens een positieve lens of bolle lens is.
Gevraagd: De aard van schaduwen is...
Antwoord :
Is de schaduw virtueel of reëel? Om dat te achterhalen, berekent u eerst de afstand van de schaduw:
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
De schaduwafstand is positief, wat betekent dat de schaduw echt is omdat er licht doorheen schijnt.

Is de afbeelding vergroot of verkleind? Staat de afbeelding rechtop of omgekeerd? Om dat te achterhalen, berekent u eerst de beeldvergroting:
M = -s' / s = -50/50 = -1
M = 1 betekent dat de schaduw even groot is als het object.
M is negatief, wat betekent dat het beeld omgekeerd is.

De schaduw is dus echt, omgekeerd en even groot als het object.
Het juiste antwoord is D.

Bron van de vraag:

OSN-vragen over natuurkunde voor de onderbouw van het voortgezet onderwijs