สูตรเลนส์นูน

ก่อนที่จะศึกษาเกี่ยวกับสูตรเลนส์นูน โปรดทำความเข้าใจ กฎเกี่ยวกับเครื่องหมาย ของเลนส์นูน ต่อไปนี้ ก่อน

กฎการใช้เครื่องหมายเลนส์นูน
- ระยะห่างของวัตถุ (วินาที)
ถ้ามีวัตถุผ่านเข้าไป ลำแสงก็จะส่องเข้ามา ระยะห่างของวัตถุ ผลตรวจเป็นบวก
- ระยะห่างของภาพ (วินาที)
ถ้าลำแสงส่องผ่านเงาแล้ว ระยะเงา ถือว่าผลเป็นบวก (ภาพจริง) หากลำแสงไม่ส่องผ่านภาพนั้น ระยะเงา เครื่องหมายลบ (ภาพเสมือน)
- ระยะโฟกัส (f)
เมื่อจุดโฟกัสของเลนส์ผ่านลำแสงแล้ว ระยะโฟกัส เลนส์มีเครื่องหมายบวก ในทางกลับกัน หากลำแสงไม่ผ่านจุดโฟกัสของเลนส์แล้ว ระยะโฟกัส เลนส์ถูกทำเครื่องหมายเป็นลบ จุดโฟกัสของเลนส์นูนคือจุดที่ลำแสงผ่าน ดังนั้น ระยะโฟกัส เลนส์นูนมีค่าเป็นบวก
- ความสูงของวัตถุ (h)
ถ้าวัตถุอยู่เหนือแกนของเลนส์นูนแล้ว ความสูงของวัตถุ เครื่องหมายบวก (วัตถุตั้งตรง) ในทางกลับกัน ถ้าวัตถุอยู่ต่ำกว่าแกนของเลนส์นูนแล้ว ความสูงของวัตถุ เครื่องหมายลบ (วัตถุกลับด้าน)
- ความสูงของเงา (h')
ถ้าภาพอยู่เหนือแกนของเลนส์นูนแล้ว ความสูงของเงา เครื่องหมายบวก (ภาพตั้งตรง) ถ้าภาพอยู่ต่ำกว่าแกนของเลนส์นูนแล้ว ความสูงของเงา เครื่องหมายลบ (ภาพกลับด้าน)
- กำลังขยายภาพ (เมตร)
ถ้ากำลังขยายภาพมากกว่า 1 แสดงว่าขนาดภาพใหญ่กว่าขนาดวัตถุ ถ้ากำลังขยายภาพเท่ากับ 1 แสดงว่าขนาดภาพเท่ากับขนาดวัตถุ ถ้ากำลังขยายภาพน้อยกว่า 1 แสดงว่าขนาดภาพเล็กกว่าขนาดวัตถุ
 
สูตรเลนส์นูน
ลองดูภาพด้านล่างนี้ ในภาพแสดงลำแสงสองลำที่พุ่งเข้าหาเลนส์นูน จากนั้นลำแสงทั้งสองจะหักเหโดยเลนส์นูน

คำบรรยายภาพ :
s = ระยะห่างของวัตถุ, s' = ระยะห่างของภาพ, h = P, P' = ความสูงของวัตถุ, h' = Q, Q' = ความสูงของภาพ, F₁ และเอฟ₂ = จุดโฟกัสของเลนส์นูน

ในลำแสง P'AQ' สามเหลี่ยม P'AP คล้ายกับสามเหลี่ยม Q'AQ ดังนั้น:

ในลำแสง P'BF ₂ Q' สามเหลี่ยม BF ₂ A = Q'F ₂ Q โดยที่ระยะ AB = ความสูงของวัตถุ (h) และระยะ F ₂ A = ความยาวโฟกัส (f) ของเลนส์นูน ดังนั้น:

ด้านซ้ายและด้านขวาของสมการที่ 1 และ 2 เท่ากัน ดังนั้นด้านขวาจึงเท่ากัน:

คูณทั้งสองข้างของสมการด้วย s' :

คำอธิบายสูตร:
s = ระยะห่างของวัตถุ (เป็นค่าบวกหากลำแสงตกกระทบผ่านวัตถุ)
s' = ระยะห่างของเงา (เป็นค่าบวกหากลำแสงส่องผ่านเงา หรือเงาเป็นเงาจริง)
f = ความยาวโฟกัส (เป็นค่าบวกหากลำแสงผ่านจุดโฟกัสของเลนส์นูน)
โปรดจำกฎเครื่องหมายของเลนส์นูนเสมอเมื่อใช้สูตรนี้ในการแก้ปัญหาเกี่ยวกับเลนส์นูน

กำลังขยายภาพ (เมตร)
สังเกตภาพการเกิดเงาของวัตถุด้านบน สามเหลี่ยม PAP' และ QAQ' มีความคล้ายคลึงกัน ดังนั้นเราจึงสามารถหาความสัมพันธ์ระหว่างระยะห่างของวัตถุและระยะห่างของเงาได้จากความสูงของวัตถุและความสูงของเงา:

สูตรข้างต้นสามารถเขียนใหม่ได้ดังนี้ โดยการเพิ่มสัญลักษณ์ m:

ข้อสังเกต:
m = กำลังขยายของภาพ
h = ความสูงของวัตถุ (ค่าเป็นบวกหากวัตถุอยู่เหนือแกนหลักของเลนส์นูนหรือเป็นวัตถุตั้งตรง)
h' = ความสูงของภาพ (ค่าเป็นลบหากภาพอยู่ต่ำกว่าแกนหลักของเลนส์นูนหรือภาพกลับหัว)
s = ระยะห่างจากวัตถุ (เป็นค่าบวกถ้าผ่านวัตถุไปแล้ว) ลำแสงขาเข้า)
s' = ระยะห่างของภาพ (เป็นค่าบวกถ้าภาพผ่านทะลุ) ลำแสง หรือภาพจริง)
 
ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับเลนส์นูน
เรียนรู้ ตัวอย่างคำถามเกี่ยวกับเลนส์นูน เพื่อให้คุณเข้าใจวิธีการใช้สูตรเลนส์นูนได้ดียิ่งขึ้น

แบบฝึกหัดเกี่ยวกับเลนส์นูน
ทำเลย แบบฝึกหัดเกี่ยวกับเลนส์นูน เพื่อให้คุณมีความเชี่ยวชาญมากขึ้นในการแก้ปัญหาเกี่ยวกับเลนส์นูน