透镜汇聚——问题与解决方案

1. 一个高5厘米的物体放置在焦距为15厘​​米的会聚透镜前5厘米处。求像距、像的放大率、像高以及像的性质。

已知:

焦距(f) = 15 厘米

加号表示焦点是实焦点,或者光线穿过该点。

物体高度(h o ) = 5 厘米

物距( d <sub>o</sub> ) = 5 厘米

求:像距、图像放大倍数、图像高度及图像属性

解决方案:

会聚透镜成像:

会聚透镜——问题与解决方案 1

图像距离(di ):

1/ d i = 1/f – 1/ d o = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15

d i = -15/2 = -7.5 厘米

负号表示图像是虚像,或者光线不穿过图像。

图像放大倍数(m ):

m = – di / do = -(-7.5)/5 = 7.5/5 = 1.5

加号表示图像是正立的。

图像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (1.5)5 = 10/3 = 7.5 厘米

加号表示图像是正立的。

图像的属性

-虚拟的

直立​

图像大于物体

像距大于物距

[irp]

2. 一个高10厘米的物体放置在距离焦距15厘米的会聚透镜30厘米处。求像距、像的放大率、像高以及像的性质。

已知:

焦距(f) = 15 厘米

加号表示焦点是实焦点,或者光线穿过该点。

物体高度(h) = 10 厘米

物距(s) = 30 厘米

求:像距、图像放大倍率、图像高度以及图像属性

解决方案:

会聚透镜成像过程:

会聚透镜——问题与解决方案 2

图像距离(di ):

1/ d i = 1/f – 1/ d o = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30

d i = 30/1 = 30 厘米

加号表示图像是实像或者光线穿过图像。

图像放大倍数(m ):

m = – di / do = -(30)/30 = -30/30 = -1

减号表示图像是倒置的。

图像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (-1)10 = -10 厘米

减号表示图像是倒置的。

图像的属性

——真实光线或光线穿过图像

倒置​

–图片高度与物体高度相同。

像距与物距相同。

[irp]

3. 一个高10厘米的物体放置在距离焦距20厘米的会聚透镜30厘米处。求像距、像的放大率、像高以及像的性质。

已知:

焦距f) = 20 厘米

加号表示焦点是实焦点,或者光线穿过该点。

物体高度(h) = 10 厘米

物距( d <sub>o</sub> ) = 30 厘米

求:像距、图像放大率、图像高度及图像属性

解决方案:

图像距离(di ):

1/ di = 1/f – 1/ do = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60

d i = 60/1 = 60 厘米

加号表示图像是实像或者光线穿过图像。

图像放大倍数(m ):

m = – di / do = -(60)/30 = -2

减号表示图像是倒置的。

图像比物体大2倍。

图像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (-2)10 = -20 厘米

减号表示图像是倒置的。

图像的属性

-真实的

倒置​

图像高度大于物体高度

像距大于物距

[irp]

4. 根据下图,确定会聚透镜的焦距!

已知:会聚透镜——问题与解决方案 1

物距( d<sub> o</sub> ) = 20 厘米

像距( di ) = 30 厘米

求:焦距(f)

解决方案:

1/ d <sub>o</sub> + 1/ d <sub>i</sub> = 1/f

d o =物距(加号是因为光线穿过物体)

d i =像距(加号是因为光线穿过像)

f =焦距(正号是因为光线穿过焦点或焦点是实焦点)

焦距:

1/f = 1/20 + 1/30 = 3/60 + 2/60 = 5/60

f = 60/5 = 12 厘米

5.物距为 30 厘米,焦距为 20 厘米。求像的放大率。

已知:会聚透镜——问题与解决方案 2

会聚透镜的焦距(f) = 20 厘米

加号表示焦点是实焦点,或者光线穿过像。

物距( d o ) = 30 厘米

求:图像放大倍数(M)

解决方案:

图像距离:

1/ d i = 1/f – 1/ do = 1/20 – 1/30 = 3/60 – 2/60 = 1/60

d i = 60/1 = 60 厘米

图像放大倍数:

M = di / do = 60 厘米 / 30 厘米 = 60/30 = 2倍

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