凹透鏡範例

1. 焦距 凹透鏡 (發散透鏡)30公分。一個5公分高的物體位於透鏡左側。若物體距離凹透鏡15厘米,求像距、像放大率、像高和像的性質。
彭巴哈桑
已知 :
焦距 (f) = -30 厘米
凹透鏡的焦距為負值,因為光束無法通過凹透鏡的焦點,或者說焦點是虛焦點。
物體高度 (h) = 5 厘米
物距 (s) = 15 厘米
問 像是距 (s')、像放大倍率 (M)、像高 (h') 和影像屬性
Jawab :
凹透鏡成像示意圖:

凹透鏡問題範例 - 1

影像距離(s'):
1/s' = 1/f – 1/s = -1/30 – 1/15 = -1/30 – 2/30 = -3/30
s' = -30/3 = -10 厘米
負陰影距離表示陰影是虛影,或光束無法穿過陰影。  
像距為 10 厘米,小於物距 15 厘米。
影像放大倍率(M):
M = -s'/s = -(-10)/15 = 10/15 = 2/3 倍
影像放大倍率為正意味著影像是正立的,而不是倒立的。
影像尺寸比物體尺寸小2/3。
陰影高度(h'):
M = h'/h
h' = M h = (2/3)5 = 10/3 = 3,3 厘米
陰影的高度為正值,這意味著陰影是正立的,而不是倒立的。
影像高度為 3,3 厘米,小於物體高度 5 厘米。
陰影的特性
根據上述計算,可以得到凹透鏡所成影像的性質如下:
虛擬光線或光線不會穿過陰影。
正立或倒立
影像縮小了,或者影像尺寸小於物體尺寸。
像距小於物距

2. 一個高 10 公分的物體位於焦距為 30 公分的凹透鏡前方 60 公分處。計算像距、像放大率、像高和像的性質!
彭巴哈桑
已知 :
焦距 (f) = -30 厘米
凹透鏡的焦距為負值,因為光束無法通過凹透鏡的焦點,或者說焦點是虛焦點。
物體高度 (h) = 10 厘米
物距 (s) = 60 厘米
問 像是距 (s')、像放大倍率 (M)、像高 (h') 和影像屬性
Jawab :
凹透鏡成像示意圖:

凹透鏡問題範例 - 2

影像距離(s'):
1/s' = 1/f – 1/s = -1/30 – 1/60 = -2/60 – 1/60 = -3/60
s' = -60/3 = -20 厘米
負陰影距離表示陰影是虛影,或光束無法穿過陰影。 
像距為 20 厘米,小於物距 60 厘米。
影像放大倍率(M):
M = -s'/s = -(-20)/60 = 20/60 = 1/3 倍
影像放大倍率為正意味著影像是正立的,而不是倒立的。
影像尺寸比物體尺寸小1/3。
陰影高度(h'):
M = h'/h
h' = M h = (1/3)10 = 10/3 = 3,3 厘米
陰影的高度為正值,這意味著陰影是正立的,而不是倒立的。
影像高度為 3,3 厘米,小於物體高度 10 厘米。
陰影的特性
根據上述計算,可以得到凹透鏡所成影像的性質如下:
虛擬光線或光線不會穿過陰影。
正立或倒立
影像縮小了,或者影像尺寸小於物體尺寸。
像距小於物距

凹透鏡問題

1. 一個凹透鏡的焦距為20厘米,一個10厘米高的物體位於凹透鏡前方10厘米處。求像距、像放大率、像高和像的性質!
答案:
(a)s' = -20/3 厘米
(b)m = 2/3
(c) h' = 20/3 厘米
(d)影像的屬性:虛像、正立、縮小

2. 計算一個高 5 公分、距離焦距為 40 公分的凹透鏡前方 50 公分處的物體的像距、像放大率、像高和像的性質!
答案:
(a)s' = -22,2 厘米
(b)m = 0,44
(c) h' = 2,2 厘米
(d)影像的屬性:虛像、正立、縮小

 

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