問題 3
空気中の薄い凸レンズの焦点距離は で、高さ の正立実物体をレンズ前方 に置く。実物体では 、実像では とし、 の符号規約を用いる。(a) 像距離 を求めよ。(b) 像が実像か虚像か、正立か倒立かを判定せよ。(c) 符号付き倍率と像高を求めよ。 すべての量は問題文で指定された理想化の範囲内で扱い、必要な相互作用だけを考える。求めた値は記号式と数値の両方で示し、結果の方向、符号、単位が設定と一致することを確かめる。各小問では直前の関係式を利用し、独立した近似を追加しない。 変数の単位は式の両辺で一致しなければならない。途中で得た中間量も次の設問の条件に使い、最終答では記号間の関係と数値の意味が判別できる形で示す。 また、複数の法則を使う場合は各段階で成立条件を保ち、不要な未知量を残さないよう式を整理する。数値解だけでなく、求めた値が示す物理的意味も答えに含める。
problems.proof.stepOf
problems.proof.analysis
各設問の結果を最後にまとめる。これにより同じ条件と一貫した符号規約が使われていることを確認できる。