Physic Labs

問題 3

焦点距離 f=20f=20 cm の薄い凸レンズを空気中に置く。高さ H=2.0H=2.0 cm の小さな発光物体を主軸に垂直にし、レンズ前方 u=30u=30 cm に置く。実像を v>0v>0 とし、薄レンズ式 1/f=1/u+1/v1/f=1/u+1/v、横倍率 m=−v/um=-v/u を用いる。(a) 像距離と像高を求めよ。(b) 像が実像か虚像か、正立か倒立かを述べよ。(c) 物体を遠ざけて u=60u=60 cm としたときの像を求め、大きさの変化を説明せよ。
problems.proof.stepOf
problems.proof.prevStepproblems.proof.nextStep
m=−30/60=−0.50,h′=−1.0 cm;(u=30):(v,h′)=(60 cm,−4.0 cm);(u=60):(v,h′)=(30 cm,−1.0 cm)m=-30/60=-0.50,\quad h'=-1.0\ \mathrm{cm};\quad (u=30): (v,h')=(60\ \mathrm{cm},-4.0\ \mathrm{cm});\quad (u=60): (v,h')=(30\ \mathrm{cm},-1.0\ \mathrm{cm})
problems.proof.analysis

u=60u=60 cm では像高が mH=−1.0mH=-1.0 cm となり、倒立のまま物体の半分の大きさである。答えは初めが実像・倒立、v=60v=60 cm、像高4.0 cm、次が v=30v=30 cm、像高1.0 cm。