一個凹透鏡的焦距為20釐米。一個高5釐米的物體應放置在離透鏡多遠的地方,才能使它在離透鏡15釐米處成像?另外,計算所成像的大小。
已知
凹透鏡的焦距,$f$ = $-$20 釐米
凹透鏡的像距,$v$ = $-$15 釐米 (凹透鏡成的像是位於透鏡左側)
物體的高度,$h$ = 5 釐米
求:像的高度,$h'$。
解答
根據透鏡公式,我們知道:
$\frac {1}{v}-\frac {1}{u}=\frac {1}{f}$
將給定值代入公式,得到:
$\frac {1}{(-15)}-\frac {1}{u}=\frac {1}{(-20)}$
$-\frac {1}{15}-\frac {1}{u}=-\frac {1}{20}$
$\frac {1}{20}-\frac {1}{15}=\frac {1}{u}$
$\frac {1}{u}=\frac {3-4}{60}$
$\frac {1}{u}=-\frac {1}{60}$
$u=-60釐米$
因此,物體距離凹透鏡60釐米,負號表示物體位於透鏡左側。
現在,
根據放大率公式,我們知道:
$m=\frac {v}{u}=\frac {h'}{h}$
將給定值代入公式,得到:
$\frac {-15}{-60}=\frac {h'}{5}$
$\frac {1}{4}=\frac {h'}{5}$
$4\times {h'}=5$
$h'=\frac {5}{4}$
$h'=+1.25釐米$
因此,像的大小為1.25釐米。
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