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第 3 题

空气中的会聚薄透镜焦距为 f=20f=20 cm。高 H=2.0H=2.0 cm 的小发光物体垂直于主轴,置于透镜前 u=30u=30 cm 处。采用实像 v>0v>0 的约定,透镜公式为 1/f=1/u+1/v1/f=1/u+1/v,横向放大率为 m=−v/um=-v/u。(a) 求像距及像高。(b) 判断像为实像或虚像、正立或倒立。(c) 将物体移远至 u=60u=60 cm,求新像并说明像的大小变化。
u=60 cm:1v=120−160=130,v=30 cmu=60\ \mathrm{cm}:\quad \frac1v=\frac1{20}-\frac1{60}=\frac1{30},\quad v=30\ \mathrm{cm}
problems.proof.analysis

将新物距代入同一公式,得到透镜另一侧30 cm处的实像。新物距仍大于焦距,因此实像结果合理。