5 ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับเลนส์นูน
1. เลนส์นูน (เลนส์รวมแสง) มีความยาวโฟกัส 15 ซม. วัตถุสูง 5 ซม. วางอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์ จงหา ระยะภาพ กำลังขยายภาพ ความสูงของภาพ และคุณสมบัติของภาพ ถ้าวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูน 5 ซม.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระยะโฟกัส (f) = 15 ซม.
ระยะโฟกัสของเลนส์นูนเป็นค่าบวก เนื่องจากจุดโฟกัสของเลนส์นูนเป็นจุดที่ลำแสงผ่าน หรือเป็นจุดจริง
ความสูงของวัตถุ (h) = 5 ซม.
ระยะห่างของวัตถุ (วินาที) = 5 ซม.
1. ระยะโฟกัสของเลนส์ เลนส์เว้า (เลนส์กระจายแสง) 30 ซม. วัตถุสูง 5 ซม. ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์ จงหาค่าระยะภาพ กำลังขยายภาพ ความสูงของภาพ และคุณสมบัติของภาพ ถ้าวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์เว้า 15 ซม.
การอภิปราย
เป็นที่รู้จัก :
ระยะโฟกัส (f) = -30 ซม.
ระยะโฟกัสของเลนส์เว้าเป็นค่าลบ เนื่องจากจุดโฟกัสของเลนส์เว้าไม่ใช่จุดผ่านของลำแสง หรือเป็นจุดเสมือน
ความสูงของวัตถุ (h) = 5 ซม.
ระยะห่างของวัตถุ (วินาที) = 15 ซม.
1. กระจกเว้า เลนส์มีระยะโฟกัส 5 ซม. จงอธิบายการเกิดภาพ จากนั้นจงหาระยะภาพและกำลังขยายของภาพ ถ้าระยะห่างของวัตถุจากกระจกเว้าคือ 10 ซม.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ระยะโฟกัสของกระจกเว้า (f) = 5 ซม.
จุดโฟกัสของกระจกเว้าเป็นค่าบวก เนื่องจากจุดโฟกัสของกระจกเว้าคือบริเวณที่แสงผ่านหรือเป็นแสงจริง
ระยะห่างของวัตถุ (วินาที) = 10 ซม.
คำตอบ :
ภาพแสดงการเกิดเงาของวัตถุ :
1. กระจกนูน เลนส์นูนมีระยะโฟกัส 10 ซม. จงอธิบายการเกิดภาพ จากนั้นจงหาระยะภาพและกำลังขยายของภาพ ถ้าระยะห่างของวัตถุจากกระจกนูนคือ 20 ซม.
การอภิปราย
เป็นที่ทราบกันว่า:
ความยาวโฟกัสของกระจกนูน (f) = -10 ซม.
จุดโฟกัสของกระจกนูนเป็นค่าลบ เนื่องจากจุดโฟกัสของกระจกนูนนั้นไม่มีแสงผ่าน หรือเป็นจุดโฟกัสเสมือน
ระยะห่างของวัตถุ (วินาที) = 20 ซม.
คำตอบ :
ภาพแสดงการเกิดเงาของวัตถุ :
ระยะห่างของเงา:
1/s' = 1/f – 1/s = -1/10 – 1/20 = -2/20 – 1/20 = -3/20
s' = -20/3 = -6,7 ซม.
ระยะเงาเป็นค่าลบ ซึ่งหมายความว่าเงาเป็นเงาเสมือน หรือลำแสงไม่ได้ผ่านเงา
ระยะห่างของภาพนั้นน้อยกว่าระยะห่างของวัตถุ 20 เซนติเมตรอยู่ 6,7 เซนติเมตร
การขยายภาพ:
M = -s'/s = -(-6,7)/20 = 6,7/20 = 0,3 เท่า
กำลังขยาย 0,3 หมายความว่า ขนาดของเงาเล็กกว่าขนาดของวัตถุ 0,3 เท่า
การขยายภาพในเชิงบวกหมายความว่าภาพจะตั้งตรง ส่วนการขยายภาพในเชิงลบหมายความว่าภาพจะกลับหัว
ระยะห่างของวัตถุมีค่าน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์นูน (s > f)
อ้างอิงจากการคำนวณบน ภาพเลนส์นูน จึงสรุปได้ว่า หากระยะห่างของวัตถุ (s) น้อยกว่าความยาวโฟกัส (f) ของเลนส์นูนแล้ว คุณสมบัติของภาพที่เกิดจากเลนส์นูน อดาลาห์ :
– มายา หมายถึง ลำแสงไม่สามารถทะลุผ่านเงาได้
– ตั้งตรงหรือไม่คว่ำลง
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนมากเท่าไร ขนาดภาพก็จะยิ่งใหญ่ขึ้นเท่านั้น
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนมากเท่าไร ภาพที่ได้ก็จะยิ่งอยู่ห่างจากวัตถุมากขึ้นเท่านั้น เลนส์นูน
เพื่อให้เข้าใจภาพของวัตถุที่เกิดจากเลนส์นูน โปรดพิจารณาตัวอย่างคำถามและการอภิปรายต่อไปนี้ ในคำถามนี้ สมมติว่าวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์นูนเป็นระยะหนึ่ง จากนั้นจะอธิบายถึงการเกิดภาพของวัตถุโดยเลนส์นูนระยะห่างของภาพจากเลนส์นูน และกำลังขยายของภาพที่เกิดจากเลนส์นูน
เลนส์นูน (เลนส์รวมแสง) มีความยาวโฟกัส 20 ซม. วัตถุสูง 10 ซม. ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์ จงหา ระยะภาพ กำลังขยายของภาพ และความสูงของภาพ ถ้า:
ก) ระยะห่างของวัตถุจากเลนส์นูนมีค่าน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์นูน (s < f)
b) ระยะห่างของวัตถุจากเลนส์นูนเท่ากับระยะโฟกัสของเลนส์นูน (s = f)
ค) ระยะห่างของวัตถุจากเลนส์นูนมากกว่าระยะโฟกัสของเลนส์นูน (s > f)
ระยะห่างของวัตถุมีค่าน้อยกว่าความยาวโฟกัสของเลนส์เว้า (s > f)
อ้างอิงจากการคำนวณบน ภาพเลนส์เว้า จึงสรุปได้ว่า หากระยะห่างของวัตถุ (s) น้อยกว่าระยะโฟกัส (f) แล้ว คุณสมบัติของภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า อดาลาห์ :
– มายา หมายถึง ลำแสงไม่สามารถทะลุผ่านเงาได้
– ตั้งตรงหรือไม่คว่ำลง
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์เว้ามากเท่าไหร่ ขนาดของภาพก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์เว้ามากเท่าไร ภาพก็จะยิ่งอยู่ห่างจากเลนส์เว้ามากขึ้นเท่านั้น เลนส์เว้า
เพื่อให้เข้าใจภาพของวัตถุที่เกิดจากเลนส์เว้า โปรดพิจารณาตัวอย่างคำถามและการอภิปรายต่อไปนี้ ในคำถามนี้ สมมติว่าวัตถุอยู่ห่างจากเลนส์เว้าเป็นระยะหนึ่ง จากนั้นจะอธิบายถึงการเกิดภาพของวัตถุโดยเลนส์เว้าระยะห่างของภาพจากเลนส์เว้า และกำลังขยายของภาพที่เกิดจากเลนส์เว้า
เลนส์เว้า (เลนส์กระจายแสง) มีทางยาวโฟกัส 20 ซม. วัตถุสูง 10 ซม. ตั้งอยู่ทางด้านซ้ายของเลนส์ จงหา ระยะภาพ กำลังขยายของภาพ และความสูงของภาพ ถ้า:
ก) ระยะห่างของวัตถุมีค่าน้อยกว่าระยะโฟกัสของเลนส์เว้า
b) ระยะห่างของวัตถุเท่ากับระยะโฟกัสของเลนส์เว้า
ค) ระยะห่างของวัตถุมากกว่าระยะโฟกัสของเลนส์เว้า
ระยะห่างของวัตถุมีค่าน้อยกว่าความยาวโฟกัสของกระจกนูน (s < f)
อ้างอิงจากการคำนวณบน ภาพสะท้อนนูน จึงสรุปได้ว่า หากระยะห่างของวัตถุ (s) น้อยกว่าระยะโฟกัส (f) แล้ว คุณสมบัติของภาพสะท้อนนูน อดาลาห์ :
– มายา หมายความว่าลำแสงไม่สามารถทะลุผ่านเงาได้ เพราะเงาอยู่ด้านหลังกระจกนูน
– ตั้งตรงหรือไม่คว่ำลง
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากกระจกนูนมากเท่าไร ขนาดภาพก็จะยิ่งเล็กลงเท่านั้น
– ยิ่งวัตถุอยู่ห่างจากกระจกนูนมากเท่าไร ภาพที่ได้ก็จะยิ่งอยู่ห่างจากกระจกนูนมากขึ้นเท่านั้น
เพื่อให้เข้าใจภาพของวัตถุที่เกิดจากกระจกนูนโปรดพิจารณาตัวอย่างคำถามและการอภิปรายต่อไปนี้ ในคำถามนี้ สมมติว่าวัตถุอยู่ห่างจากกระจกนูนเป็นระยะหนึ่ง จากนั้นจะอธิบายการเกิดภาพของวัตถุโดยกระจกนูนระยะห่างของภาพจากกระจกนูน และกำลังขยายของภาพที่เกิดจากกระจกนูน
สมมติว่ากระจกนูนมีรัศมีโค้ง 30 ซม. จงอธิบายการเกิดภาพ จากนั้นจงหาตำแหน่งภาพและกำลังขยายของภาพ ถ้า:
ก) ระยะห่างของวัตถุน้อยกว่าระยะโฟกัส (s < f)
b) ระยะห่างของวัตถุเท่ากับระยะโฟกัส (s = f)
ค) ระยะห่างของวัตถุมากกว่าระยะโฟกัสและน้อยกว่ารัศมีของความโค้งของกระจก (f < s < r)
d) ระยะห่างจากวัตถุเท่ากับรัศมีของความโค้งของกระจก (s = R)