重力加速度-問題與解決方案

1.月球表面的重力加速度是多​​少?月球質量為 7.35 × 10²² kg,月球半徑為1.7 × 10⁶ m,萬有引力常數為6.67 × 10⁻¹¹ N· m² / kg²

解決方案

牛頓第二運動定律的公式:

重力加速度-問題與解決方法 1

牛頓萬有引力定律的公式:

重力加速度-問題與解決方法 2

G = 萬有引力常數,M = 地球質量,m = 物體質量,r = 物體到地心的距離。如果物體位於地球表面,則 r = 地球半徑。

將方程式 1 中的 F 替換為方程式 2 中的 F:

重力加速度-問題與解決方法 3

月球表面的重力加速度是多​​少?

重力加速度-問題與解決方法 4

[內部審查程序]

2. 地球表面的重力加速度為 g。在 R 點(R 為地球表面),重力加速度為…

解決方案

重力加速度-問題與解決方法 5

R = 地球半徑。地球表面上方 R 處 = 地球中心上方 2R 處。

重力加速度-問題與解決方法 6

在地球表面上方 R 處,重力加速度 = ¼ g。若 g = 9.8 m/s 2,則在地球表面上方 R 處,重力加速度 = 2.45 m/s 2。

[wpdm_package id='947′]

  1. 牛頓萬有引力定律的問題與解答
  2. 引力、重量問題及解決方案
  3. 重力加速度問題及解決方案
  4. 地球同步衛星問題及解決方案
  5. 開普勒定律的問題與解決方案

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重力與重量—問題與解答

5. 重力與重量-問題與解答

1.地球表面物體所受的重力是多少?地球質量= 5.98 x 10 24 kg,物體質量 = 1000 kg,地球半徑為 6.38 x 10 6 m。

已知:

地球質量 (m<sub> E</sub> ) = 5.98 × 10<sup> 24</sup> kg

物體的質量 (m₀ ) = 1000 kg

地球半徑 (r<sub> E</sub> ) = 6.38 × 10<sup> 6 </sup> 米

通用常數 (G) = 6.67 × 10⁻¹¹ N· m² / kg²

重力加速度(g) = 9.8 m/ s²

通緝:重力

解決方案:

重力、重量-問題與解答 1

w = 重量,F = 力,G = 萬有引力常數,m E =地球質量,m o =物體質量,r = 地球中心與物體之間的距離。

該物體位於地球表面,因此 r = t,即地球半徑。

重力、重量-問題與解答 2

物體的重量(牛頓第二運動定律):

w = mg

w = (1000 kg)(9.8 m/s 2 )

w = 9800 N

[內部審查程序]

2. 地球表面上方 10,000 公尺處,物體所受的重力是多少?地球的質量 = 5.98 x 10 24公斤,物體的質量 = 1000 公斤,地球的半徑為 6.38 x 10 6公尺。

解決方案:

重力、重量-問題與解答 3

3. 航天器的重量為 w。若 D = 地球直徑,求太空船在地球表面上方 2D 處時的重量。

已知:

D = 地球直徑,

R = 地球半徑

1D = 2R,2D = 4R

求:太空船在地球表面上方二維空間的重量?

解決方案:

重力、重量-問題與解答 4

[內部審查程序]

4.行星 A 和行星 B 的質量比為 2:3,行星 A 和行星 B 的半徑比為 1:2。如果行星 A 上一個物體的重量為 w,那麼該物體在行星 B 上的重量是多少?

已知:

行星 A 的質量 (m A ) = 2

行星 B 的質量 (m B ) = 3

行星 A 的半徑 (r A ) = 1

行星 B 的半徑 (r<sub> B</sub> ) = 2

物體的質量 = m

物體在行星 A 上的重量 = w

求: B行星上物體的重量

解決方案:

根據牛頓萬有引力定律,重力的方程式為:

體重—問題與解決方案 1

w = 重量,G = 萬有引力常數,M = 行星質量,m = 物體質量,r = 物體與行星之間的距離。如果物體位於行星表面,則 r = 行星半徑。

物體在A行星上的重量:

體重—問題與解決方案 2

物體在行星 B 上的重量:

體重—問題與解決方案 3

物體的質量相同,所以用 w/2G 代替 m。

體重—問題與解決方案 4

[內部審查程序]

5. 一枚重量為 w 的火箭從地球表面垂直發射。 D 為地球直徑。當火箭到達距離地球表面 0.5D 的高度時,火箭的重量是多少?

已知:

火箭的重量 = w

地球半徑 = 到地球中心的距離 = R

地球直徑 = D = 2R

求:火箭在距離地球表面 0.5D 高度時的重量。

解決方案:

0.5 D = 0.5 (2R) = R

火箭到地心的距離 = 地球半徑 + 火箭到地球表面的半徑 = R + R = 2R

重量是物體所受到的重力。重力(F)與物體到地心的距離(R)的平方成反比,因此重量與距離的平方成反比。

體重—問題與解決方案 5

  1. 牛頓萬有引力定律的問題與解答
  2. 引力、重量問題及解決方案
  3. 重力加速度問題及解決方案
  4. 地球同步衛星問題及解決方案
  5. 開普勒定律的問題與解決方案

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光學儀器望遠鏡-問題與解決方案

1.物鏡焦距為 400 cm,目鏡焦距為 20 cm。若眼睛處於放鬆狀態,求:

a)望遠鏡的總放大倍率(M)

b)物鏡到像的距離(d <sub>ob</sub> '),

c)像目鏡的距離( d o c )

d)透鏡之間的距離

已知:

物鏡焦距(f <sub>ob</sub> ) = 400 cm

目鏡焦距(f <sub>oc </sub> )= 20 厘米

眼睛放鬆,使物鏡產生的實像位於物鏡的焦點和目鏡的第一個焦點。

解決方案:

a)總放大倍率(M)

M = f ob / f o c

M = 400 公分 / 20 公分 = 20 X

圖像是虛像且倒置的。

b)物鏡到像的距離( d<sub> ob</sub> ')

若眼睛放鬆,則物鏡的像距(d ob ')=物鏡的焦距(f ob )= 400 公分 = 4 公尺。

c)實像到目鏡的距離( doc )

若眼睛處於放鬆狀態,實像到目鏡的距離(s oc )=目鏡的焦距(f oc )= 20 cm = 0.2 m。

d)透鏡之間的距離

透鏡之間的距離=望遠鏡長度(l) =物鏡焦距(f ob ) +目鏡焦距(f oc ) = 400 cm + 20 cm = 420 cm。

[內部審查程序]

2.物鏡與目鏡之間的距離為20 cm 。眼睛放鬆時,望遠鏡的總放大倍率為 40 倍。計算目鏡的焦距(f <sub>oc </sub> )和物鏡的焦距(f <sub>ob</sub> )。

已知:

望遠鏡長度(l) = 20 厘米

望遠鏡的總放大倍率(M) = 40

解決方案:

若眼睛處於放鬆狀態,目鏡焦距(f oc )+物鏡焦距(f ob )=望遠鏡長度(l)。

f o c + f ob = l

f ob = l – f o c

f ob = 20 – f o c —–>方程式 1

望遠鏡的總放大倍率(M):

M = f ob / f o c

f ob = M f o c

f ob = 40 f o c —–>方程式 2

目鏡的焦距:

將方程式 1 中的f ob替換為方程式 2 中的f ob :

f ob = 20 – f o c

40 f o c = 20 – f o c

40 f o c + f o c = 20

41 f o c = 20

f o c = 20 公分 / 41

f o c = 0.5 厘米

目鏡的焦距 = 0.5 公分。

物鏡的焦距:

f ob = 20 – f oc

f ob = 20 – 0.5

f ob = 19.5 厘米

[wpdm_package id='876′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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光學儀器顯微鏡—問題與解決方案

1. 物鏡焦距為2厘米,目鏡焦距為5公分。物鏡與目鏡之間的距離為30公分。求眼睛放鬆時的總放大倍率和物距。

已知:

物鏡焦距 (f <sub>ob</sub> ) = 2 厘米

目鏡焦距 (f <sub>oc</sub> ) = 5 厘米

透鏡間距 (l) = 30 厘米

近點 (N) = 25 厘米

解決方案:

(a)整體放大倍率

總放大倍率的計算公式:

M = m ob M oc

M = 總放大倍率,m <sub>ob</sub> = 物鏡放大倍率,M <sub>oc</sub> = 目鏡角放大倍率

眼睛放鬆時物鏡的放大倍率(m <sub>ob</sub> ):

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 1

物鏡到像面的距離(d <sub>ob</sub> '):

d ob ' = l – f oc = 30 厘米 – 5 厘米 = 25 厘米

物鏡到物距(d <sub>ob</sub> ):

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 2

物鏡是會聚透鏡,所以焦距有正號。

像距帶有正號,因為像是實像或光線穿過像。

物鏡的放大倍率:

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 1

眼球放鬆時的眼角放大率(M ok):

M oc = N / f oc = 25 cm / 5 cm = 5X

整體放大倍率:

M = m OB M oc = (12.5)(5) = 62.5X

(b)物距物鏡的距離(d<sub>ob </sub> )

物鏡到物距為 2 公分。

[內部審查程序]

2. 一台顯微鏡由一個5倍物鏡和一個20倍目鏡組成,兩物鏡之間的距離為15公分。 (a) 眼睛放鬆時,求總放大倍率;(b) 求目鏡的焦距;(c) 求物鏡的焦距。

已知:

物鏡放大倍率(m <sub>ob</sub> ) = 5X

目鏡放大倍率(Moc )= 20倍

近點 (N) = 25 厘米

透鏡之間的距離 (l) = 15 厘米

解決方案:

(a)總放大倍率(M)

M = m ob M oc

M = (5)(20) = 100X

(b)目鏡的焦距(f oc )

眼球放鬆時眼球水晶體角放大率(M <sub>oc</sub> )的計算公式:

M oc = N / f oc

目鏡的焦距:

f oc = N / M oc = 25 cm / 20 = 1.25 cm

(c)物鏡的焦距(f<sub> ob</sub> )

眼睛放鬆時物鏡放大倍率的計算公式:

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 4

實像到物鏡的距離(d <sub>ob</sub> '):

d ob ' = l – f oc = 15 厘米 – 1.25 厘米 = 13.75 厘米

物鏡到物距(d <sub>ob</sub> ):

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 2

物鏡的焦距(f <sub>ob</sub> ):

光學儀器顯微鏡—問題與解決方案 3

物鏡的焦距 = 2.29 厘米

3.物鏡的焦距為 0.9 cm,目鏡的焦距為 2.5 cm。正常人使用顯微鏡觀察,不進行調節,總放大倍率為 90 倍。求物體到物鏡的距離。 N = 25 cm。

已知:

物鏡焦距 (f <sub>ob</sub> ) = 0.9 cm

目鏡焦距 (f <sub>ok</sub> ) = 2,5 厘米

總放大倍率 (M) = 90 倍

正常人眼的近點 (N) = 25 厘米

眼睛的調節能力降至最低。

求:物體與物鏡之間的距離(s ob)

解決方案:

當調節範圍最小時,總角放大率的方程式為:

顯微鏡—問題與解答 1

利用物鏡焦距(f<sub>ob</sub>)、物距(s<sub>ob</sub>)與像距(s<sub>ob</sub>')的關係式,計算物距(s <sub> ob </sub> ):

顯微鏡—問題與解答 2

4. 物鏡的焦距為1.8厘米,目鏡的焦距為6公分。正常人使用顯微鏡觀察,不進行調節,物鏡與目鏡之間的距離為24公分。求物距。

已知:

物鏡焦距 (f <sub>ob</sub> ) = 1.8 cm

目鏡焦距 (f <sub>ok</sub> ) = 6 厘米

物鏡與目鏡之間的距離 = 顯微鏡的長度 (l) = 24 厘米

住宿條件為最低要求。

求:物體與物鏡之間的距離(s ob)

解決方案:

當調節最小時,最終影像與目鏡之間的距離為無限遠,如下圖所示。

顯微鏡—問題與解答 3

物鏡與目鏡之間的距離 (l) = 目鏡的焦距 (f ok ) + 像與物鏡之間的距離 (s ob ')。

s ob ' = l – f ok = 24 厘米 – 6 厘米 = 18 厘米

利用物鏡焦距(f<sub>ob</sub>)、物距(s<sub>ob</sub>)與像距(s<sub>ob</sub>')的關係式,計算物距(s <sub> ob </sub> ):

顯微鏡—問題與解答 4

物體與物鏡之間的距離為 2 公分。

[wpdm_package id='874′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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光學儀器放大鏡—問題與解決方案

1. 將一個高2毫米的物體放置在距離放大鏡10公分處,靠近N=25公分的點。求角放大率和像高。

已知:

物體高度(h <sub>o</sub>)= 2 毫米

近點 (N) = 25 厘米

物距(d o ) = 10 厘米

求:角放大率(M)和像高(h i)

解決方案:

M = N / s

M = 25 厘米 / 10 厘米

M = 2.5

影像高度 = 2.5 x 2 毫米 = 5 毫米。

2. 以焦距為 25 cm 的透鏡作放大鏡。求:(a) 當眼睛聚焦於近點 N = 25 cm 時,角放大率;(b) 當眼睛放鬆時,角放大率。

已知:

近點 (N) = 25 厘米

放大鏡的焦距 (f) = 25 厘米

加號表示該透鏡是會聚透鏡。

解決方案:

(a) 當眼睛聚焦於其近點 N = 25 cm 時,角放大率

M = (N/f) + 1

M = (25 公分 / 25 公分) + 1

M = 1 + 1

M = 2 X

若物體的高度為 1 厘米,則像的高度為 2 × 1 厘米 = 2 厘米。

(b) 眼球放鬆時的角放大率

M = N / f

M = (25 公分 / 25 公分)

M = 1 X

若物體的高度為 1 厘米,則像的高度為 1 × 1 厘米 = 1 厘米。

3. 將一個1公分高的物體放在焦距為10公分的透鏡前。求:(a)當眼睛聚焦於近點N=25公分時,像高是多少? (b)當眼睛放鬆時,像高是多少?

已知:

物體高度 (h o ) = 1 厘米

焦距 (f) = 10 厘米

近點 (N) = 25 厘米

解決方案:

(a) 當眼睛聚焦於近點 N = 25 cm 時,像高為

M = (N/f) + 1

M = (25 公分 / 10 公分) + 1

M = 2.5 + 1

M = 3.5 X

若物體的高度為 1 厘米,則像的高度為 3.5 × 1 厘米 = 3.5 厘米。

(b)眼睛放鬆時的圖像高度。

M = N/f

M = 25 厘米 / 10 厘米

M = 2.5 X

若物體的高度為 1 厘米,則像的高度為 2.5 × 1 厘米 = 2.5 厘米。

4. 當眼睛放鬆時,角放大率 = 5X。如果近點 = 25 cm,那麼放大鏡的焦距是多少?

已知:

物體高度(h <sub>o</sub>)= 2 毫米

角放大率 (M) = 5X

近點 (N) = 25 厘米

需求:焦距

解決方案:

眼睛放鬆狀態下角放大率的計算公式:

M = N/f

5 = 25 公分 / 英尺

f = 25 公分 / 5

f = 5 厘米

放大鏡的焦距 = 5 公分。

5.某人用焦距為 15 公分的放大鏡觀察一個物體。如果此人眼睛的近點為 30 厘米,那麼確定放大鏡的總放大倍率。

已知:

正常眼的近點 (N) = 30 厘米

放大鏡的焦距 (f) = 15 公分(加號是因為放大鏡是會聚鏡)

需求:最大放大倍率

解決方案:

當眼睛的調節能力達到最大值時,放大倍率最大。放大鏡的角放大率在眼睛的調節能力達到最大值時達到最大值:

M = (N/f) + 1

M = (30 公分 / 15 公分) + 1

M = 2 + 1

M = 3倍

6. 一個視力正常的人使用一個光學屈光度為 20 屈光度的放大鏡,距離 25 公分。如果調節能力最小,確定最小放大倍率。

已知:

正常眼近點 (N) = 25 厘米

放大鏡的倍率 (P) = 20 屈光度

需求:最低放大倍率

解決方案:

放大鏡的焦距:

P = 1/f

20 = 1/f

f = 1/20

f = 0.05 米

f = 5 厘米

當調節最小時,角放大率:

M = N / f

M = (25 公分 / 5 公分)

M = 5 倍

[wpdm_package id='872′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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光學儀器眼鏡—問題與解決方案

1.眼鏡鏡片的度數為-2屈光度。眼睛到眼鏡的距離為2公分。

(a)這副眼鏡的鏡片是會聚透鏡還是發散透鏡?

(b)該透鏡的焦距是多少?

(c)近視眼還是遠視眼?如果是遠視眼,那遠點在哪裡?

已知:

鏡片度數(P) = -2屈光度

解決方案:

(a)會聚透鏡或發散透鏡

鏡片度數的負號表示該隱形眼鏡為外斜視鏡。

(b)焦距

P = 1/f

-2 = 1/f

f = 1/-2 = -0.5 公尺 = -50 厘米

發散透鏡的焦距為50公分。

(c)近視眼還是遠視眼?

-1/ d i = 1/f – 1/ d o

-1/ d i = -1/50 – 1/~ = -1/50 – 0

-1/ di = -1/50

d i = 50 厘米

像距為50公分+ 2 公分 = 52公分。 52公分是遠視眼的遠點。對正常眼來說,遠點是無限遠。

[內部審查程序]

2.眼鏡鏡片的度數為4屈光度。眼睛到眼鏡的距離為2公分。

(a)這副眼鏡的鏡片是會聚鏡片還是發散鏡片?

(b)該透鏡的焦距是多少?

(c)近視眼還是遠視眼?如果是近視眼,那麼近點在哪裡?

已知:

鏡片度數(P) = 4屈光度

解決方案:

(a)會聚透鏡或發散透鏡

鏡片度數上的正號表示該隱形眼鏡為會聚鏡片。

(b)焦距

P = 1/f

4 = 1/f

f = 1/4 = 0.25 米= 25 厘米

會聚透鏡的焦距為25公分。

(c)近視眼還是遠視眼?

-1/ d i = 1/f – 1/ d o

-1/ d i = 1/25 – 1/23 = 23/575 – 25/575 = -2/575

– d i = 575/-2 = -287.5 公分 = -2.875米

d i = 287.5 公分 = 2.875 公尺/秒

像距為287.5 公分 + 2 公分 = 289.5 公分。 289.5公分是近視眼的近點。對於正常人的眼睛,近點為25 公分。

3.一隻眼睛的近點為16厘米,遠點為80厘米。如果他戴眼鏡,就能清楚看到遠處的物體。戴上眼鏡後,他能清楚看到的最近物體的距離是…

A. 13 1/3 厘米

B. 20 厘米

C. 36 厘米

直徑 48 1/3 厘米

已知:

此人的遠點距離為 80 厘米,因此可以斷定他患有近視。近視是由於眼球水晶體的曲率比正常眼球更大,導致水晶體的焦距縮短。這使得來自無限遠處(遠點)的光束無法聚焦在視網膜上,而是聚焦在視網膜前方。

求:使用眼鏡能清晰看到的最近物體的距離

解決方案:

人的遠點是 80 公分。眼鏡鏡片應該在其前方 80 公分處成像。像是位於眼睛和眼鏡鏡片的前方,因此是虛像且正立。所以像距 (d') = -80 公分。如果這個人戴眼鏡,他就能清楚地看到很遠的物體。所以物距 (d) = 正常眼睛的遠點 = 無限遠 = ~。

眼球水晶體的焦距:

1/f = 1/d + 1/d'

1/f = 1/~ + (- 1/80)

1/f = 0 – 1/80

1/f = – 1/80

f = – 80 / 1

f = – 80 厘米

焦距符號為負值表示所用眼鏡鏡片為凹透鏡或發散透鏡。

如果使用同一副眼鏡鏡片,那麼能看清的最近物體距離是多少?鏡片的焦距 (f) = -80 公分。鏡片應在距離眼睛和鏡片前方 16 公分處成像,這樣才能得到虛像且為負像。因此,像距 (d') = -16 公分。

1 / d = 1 / f – 1 / d' = -1/80 – (-1/16) = -1/80 + 1/16 = -1/80 + 5/80 = 4/80

d = 80/4 = 20 公分。

能清楚看到的最近物體距離為 20 公分。

正確答案是B。

4.根據圖表,可以得到以下結論…

光學儀器眼鏡—問題與解決方案 1

光學儀器眼鏡—問題與解決方案 2

解決方案:

光學儀器眼鏡—問題與解決方案 3 光學儀器眼鏡—問題與解決方案 4

遠視眼

遠視眼+會聚鏡片

會聚透鏡 = 凸透鏡 = 正透鏡

正確答案是B。

5. 遠視患者的近點是2公尺。為了看清正常視力的人,他們需要戴眼鏡…

A. -1.5屈光度

B. -2.5屈光度

C. +3.5屈光度

D. +4.5屈光度

已知:

遠視患者的近點 = 2 米

正常人眼的近點 = 25 公分 = 0.25 米

需求:鏡片眼鏡的力量

解決方案:

透鏡應在眼前 2 公尺處成像,使像為虛像且符號為負。因此,像距 (d') = -2 公尺。

為了像正常人一樣看東西,物體距離(d)=正常眼睛的近點=25公分=0.25公尺。

眼鏡鏡片的焦距:

1/f = 1/d + 1/d'

1/f = 1/0.25 + (-1/2) = 1/0.25 – 1/2 = 8/2 – 1/2 = 7/2

f = 2/7

焦距符號為正表示所使用的玻璃透鏡是凸透鏡或會聚透鏡。

鏡頭的力量:

P = 1 / f = 1: 2/7 = 1 x 7/2 = 7/2 = +3.5 屈光度

正確答案是C。

[wpdm_package id='870′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
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  7. 光學儀器眼鏡
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  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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光學儀器隱形眼鏡—問題與解決方案

1.隱形眼鏡的度數為-5屈光度。號

(a)該隱形眼鏡是會聚鏡片還是發散鏡片?

(b)該隱形眼鏡的焦距是多少?

(c)近視眼還是遠視眼?如果是近視眼,那麼近點在哪裡?

已知:

鏡片度數(P) = -5 D

解決方案:

(a)會聚透鏡還是發散透鏡?

鏡片度數的負號表示此隱形眼鏡為外向型鏡片。

(b)焦距是多少?

P = 1/f

-5 = 1/f

f = 1/-5 = -0.2 公尺 = -20 厘米

發散透鏡的焦距為20 公分。

(c)近視眼還是遠視眼?

-1/ d i = 1/f – 1/ d o

-1/ d i = -1/20 – 1/~ = -1/20 – 0

-1/ di = -1/20

d i = 20 厘米

像距為20公分。 20公分是遠視眼的遠點。對正常眼來說,遠點是無限遠。

[內部審查程序]

2.隱形眼鏡的度數為1.5屈光度。

(a)該隱形眼鏡是會聚鏡片還是發散鏡片?

(b)該隱形眼鏡的焦距是多少?

(c)是近視眼還是遠視眼?如果是遠視眼,那遠點在哪裡?

已知:

鏡片度數(P) = 1.5屈光度

解決方案:

(a)會聚透鏡或發散透鏡

鏡片度數上的正號表示該隱形眼鏡為會聚鏡片。

(b)焦距

P = 1/f

1.5 = 1/f

f = 1/1.5 = 0.67 米 = 67 厘米

會聚透鏡的焦距為67 公分。

(c)近視眼或遠視眼

-1/ d i = 1/f – 1/ d o

-1/ d i = 1/67 – 1/25 = 25/1675 – 67/1675 = -42/1675

– d i = -1675/42 = -40 公分 = -0.40 米

d i = 40 厘米

像距為40公分。遠視眼的近點約為20公分。對於正常眼來說,近點約為25公分。

[wpdm_package id='868′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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光學儀器與人眼—問題及解決方案

1.正常人眼的遠點為無窮遠。眼球水晶體的焦距為2.5公分。求:(a)像距;(b)水晶體屈光度。

已知:

眼球水晶體的焦距(f) =角膜和視網膜之間的距離= +2.5 cm(加號表示會聚透鏡)。

物距(d o )=無窮大

求:影像距離(d i )

解決方案:

(a)像距

1/f = 1/ d o + 1/ d i

f =焦距,d<sub> o </sub> =物距,d<sub> i </sub> =像距

1/ d i = 1/f – 1/ d o = 1 / 2.5 – 1 / ~ = 1 / 2.5 – 0

1/ di = 1/2.5

d i = 2.5 公分 = 0.025 米

若物距為無窮大,則像距(d i )= 焦距(f)

(b)透鏡度數

P = 1/f = 1/ 0.025 m = 40 吋光學元件

[內部審查程序]

2.正常眼睛的近點為 25 cm。像距等於角膜到視網膜的距離 = 2.5 cm。求:(a) 焦距;(b) 透鏡度數

已知:

物距( d <sub>o</sub> ) = 25 厘米

像距( di ) = 2.5 厘米

解決方案:

(a)焦距(f)

1/f = 1/ d o + 1/ d i

1/f = 1/25 + 1/2,5 = 1/25 + 10/25 = 11/25

f = 2.27 公分 = 0.0227 米

加號表示會聚透鏡。

(b)鏡片度數(P)

P = 1/f = 1/ 0.0227 = 44 在opters中

3.人眼是光學儀器之一。請確定人眼成像的特性…

A. 真實、直立

B. 實數,倒置

C. 虛擬的,直立的

D. 虛擬的,倒置的

解決方案

正常人眼的近點為25公分。近點是指在完全調節狀態下,物體能夠準確地聚焦在視網膜上的距離眼睛最近的點。人眼的直徑小於25厘米,因此水晶體的焦距也小於25厘米。所以,物體的距離(d)必須大於水晶體的焦距(f)。

人眼水晶體是凸透鏡。因此,人眼晶狀體所成的像具有與凸透鏡所成的像相同的性質。當物距 (s) 大於焦距 (f) 時,人眼水晶體所成的像的性質如下:

真實的,倒置的,更小的

影像應該聚焦在視網膜上,因為視網膜會將光波轉換成電訊號並傳遞到大腦。雖然影像是倒置的,但人腦會將其正立起來,使眼睛看到的物體也是正立的。

從遠處看一棵樹,它看起來比實際大小要小。這是因為圖像被縮小了。

正確答案是A。

4.當影像聚焦在視網膜上時,眼睛就能看到物體,此時影像的特性…

A. 虛擬的、直立的、更大的

B. 虛擬的、倒置的、更小的

C. 實數,倒數,較小

D. 真實的,直立的,較小的

解決方案
– 眼睛的水晶體是凸透鏡,因此,眼睛水晶體所成影像的特性與凸透鏡所成影像的特性相似。

正常人眼的近點,也就是眼睛能清晰看到的最近距離,是25公分。眼球非常小,水晶體的曲率半徑和焦距都小於25公分。因此可以得出結論,物距大於焦距。

如果物距大於焦距,則人眼在視網膜上形成的影像具有實像、倒立和縮小的特性。儘管影像是倒立的,但大腦會將其正立起來,以便我們觀察。

正確答案是C。

[wpdm_package id='866′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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透鏡匯聚—問題與解決方案

1. 一個高5公分的物體放置在焦距為15毫米的會聚透鏡前5公分處。求像距、像的放大率、像高以及像的性質。

已知:

焦距(f) = 15 厘米

加號表示焦點是實焦點,或光線穿過該點。

物體高度(h o ) = 5 厘米

物距( d <sub>o</sub> ) = 5 厘米

求:像距、影像放大倍率、影像高度及影像屬性

解決方案:

會聚透鏡成像:

會聚透鏡-問題與解決方案 1

影像距離(d i ):

1/ di = 1/f – 1/ do = 1/15 – 1/5 = 1/15 – 3/15 = -2/15

d i = -15/2 = -7.5 厘米

負號表示影像是虛像,或光線不會穿過影像。

影像放大倍率(m ):

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

加號表示影像是正立的。

影像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (1.5)5 = 10/3 = 7.5 厘米

加號表示影像是正立的。

圖像的屬性

-虛擬的

直立

影像大於物體

像距大於物距

[內部審查程序]

2. 一個高10公分的物體放置在距離焦距15公分的會聚透鏡30公分處。求像距、像的放大率、像高以及像的性質。

已知:

焦距(f) = 15 厘米

加號表示焦點是實焦點,或光線穿過該點。

物體高度(h) = 10 厘米

物距(s) = 30 厘米

求:像距、影像放大倍率、影像高度以及影像屬性

解決方案:

會聚透鏡成像過程:

會聚透鏡-問題與解決方案 2

影像距離(d i ):

1/ di = 1/f – 1/ do = 1/15 – 1/30 = 2/30 – 1/30 = 1/30

d i = 30/1 = 30 厘米

加號表示影像是實像或光線穿過影像。

影像放大倍率(m ):

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

減號表示影像是倒置的。

影像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (-1)10 = -10 厘米

減號表示影像是倒置的。

圖像的屬性

——真實光線或光線穿過影像

倒置

–影像高度與物體高度相同。

像距與物距相同。

[內部審查程序]

3. 一個高10公分的物體放置在距離焦距20公分的會聚透鏡30公分處。求像距、像的放大率、像高以及像的性質。

已知:

焦距f) = 20 厘米

加號表示焦點是實焦點,或光線穿過該點。

物體高度(h) = 10 厘米

物距( d <sub>o</sub> ) = 30 厘米

求:像距、影像放大率、影像高度及影像屬性

解決方案:

影像距離(d i ):

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

d i = 60/1 = 60 厘米

加號表示影像是實像或光線穿過影像。

影像放大倍率(m ):

m = – di / do = -(60)/30 = -2

減號表示影像是倒置的。

影像比物體大2倍。

影像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = m h o = (-2)10 = -20 厘米

減號表示影像是倒置的。

圖像的屬性

-真實的

倒置

影像高度大於物體高度

像距大於物距

[內部審查程序]

4. 根據下圖,決定會聚透鏡的焦距!

已知:會聚透鏡-問題與解決方案 1

物距( d<sub> o</sub> ) = 20 厘米

像距( di ) = 30 厘米

求:焦距(f)

解決方案:

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

d o =物距(加號是因為光線穿過物體)

d i =像距(加號是因為光線穿過像)

f =焦距(加號是因為光線穿過焦點或焦點是實焦點)

焦距:

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

f = 60/5 = 12 厘米

5.物距為 30 厘米,焦距為 20 厘米。求像的放大率。

已知:會聚透鏡-問題與解決方案 2

會聚透鏡的焦距(f) = 20 厘米

加號表示焦點是實焦點,或光線穿過影像。

物距( d o ) = 30 厘米

求:影像放大倍率(M)

解決方案:

影像距離:

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

d i = 60/1 = 60 厘米

影像放大倍率:

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

[wpdm_package id='864′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
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發散透鏡-問題與解決方案

1. 一個高5公分的物體放置在焦距為30公分的發散透鏡前15公分處。求像距、像的放大率、像高以及像的性質。

已知:

焦距 (f) = -30 厘米

負號表示焦點是虛焦點,或光線不經過該點。

物體高度 (h o ) = 5 厘米

物距 (d <sub>o</sub> ) = 15 厘米

求:像距(d i)、像的放大倍率(m)、像高(h i)以及影像的屬性。

解決方案:

發散透鏡成像:

發散透鏡-問題與解決方案 1

影像距離(d i):

1/d i = 1/f – 1/d o = -1/30 – 1/15 = -1/30 – 2/30 = -3/30

d i = -30/3 = -10 厘米

負號表示影像是虛像,或光線不會穿過影像。

影像放大倍率(m):

m = – di / do = -(-10)/15 = 10/15 = 2/3

加號表示影像是正立的。

影像比物體小 2/3。

影像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = mh o = (2/3)5 = 10/3 = 3.3 厘米

加號表示影像是正立的。

圖像的屬性:

發散鏡所成影像的性質:

- 虛擬的

直立

影像比物體小。

像距小於物距

[內部審查程序]

2. 一個高10公分的物體放置在焦距為30公分的發散透鏡前60公分處。求像距、像的放大率、像高以及像的性質。

已知:

焦距 (f) = -30 厘米

負號表示焦點是虛焦點,或光線不經過該點。

物體高度 (h) = 10 厘米

物距 (d <sub>o</sub> ) = 60 厘米

求:像距 (d i )、影像放大倍率 (m)、像高 (h i ) 以及影像的屬性

解決方案:

發散透鏡成像:

發散透鏡-問題與解決方案 2

影像距離(d i):

1/d i = 1/f – 1/d o = -1/30 – 1/60 = -2/60 – 1/60 = -3/60

d i = -60/3 = -20 厘米

負號表示影像是虛像,或光線不會穿過影像。

影像放大倍率(m):

m = -di / do = -(-20) / 60 = 20 / 60 = 1/3

加號表示影像是正立的。

影像比物體小 1/3。

影像高度(h i ):

m = h i / h o

h i = mh o = (1/3)10 = 10/3 = 3.3 厘米

加號表示影像是正立的。

圖像屬性

——虛擬的,因為光線不會穿過影像。

直立

影像比物體小。

像距小於物距

[wpdm_package id='862′]

  1. 凹面鏡問題及解決方案
  2. 凸面鏡問題及解決方案
  3. 發散透鏡問題及解決方案
  4. 會聚透鏡問題及解決方案
  5. 光學儀器、人眼問題及解決方案
  6. 光學儀器、隱形眼鏡問題及解決方案
  7. 光學儀器眼鏡
  8. 光學儀器放大鏡的問題及解決方法
  9. 光學儀器顯微鏡—問題與解決方案
  10. 光學儀器望遠鏡的問題及解決方案

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