問題 3

薄い収束レンズの焦点距離は

f=20\,\mathrm{cm}

。高さ

h_o=2.0\,\mathrm{cm}

の物体を主軸に垂直に、物体側のレンズから

u=30\,\mathrm{cm}

に置く。厚さを無視し、物体距離と焦点距離は正、反対側の実像は

v>0

、倍率は

m=-v/u

とする。(a) 像距離と性質を求めよ。(b) 倍率、像高、向きを求めよ。(c) 鮮明な像のスクリーン位置を求めよ。さらに、各問の量はこの理想モデルの範囲で評価する。所要時間や位置などは指定された初期条件から決め、結果が正のときは選んだ正方向を表すことに注意する。最終結果は必要な有効数字で示し、同じ条件を用いて各小問の答えを照合せよ。また、数値を代入する前に各式の単位を確認し、位置・方向を表す符号と速さのような正の大きさを混同しない。理想化された条件では、無視すると指定された効果を含めず、複数の小問で同一の物理量・初期状態を一貫して用いる。

problems.proof.stepOf

problems.proof.prevStep problems.proof.nextStep

1/v=1/20-1/30=1/60 cm^{-1}; v=60 cm

problems.proof.analysis

解得 $v=60\,\mathrm{cm}$ 。正号表示反対側の実像。