一個凹面鏡的焦距為 4 釐米,一個 2 釐米高的物體放置在距其 9 釐米處。求所成像的性質、位置和大小。
已知
物體到鏡面的距離,$u$ = $-$9cm
物體的高度,$h_1$ = 2 cm
鏡面的焦距,$f$ = $-$4 cm
求:像的距離 $(v)$ 和像的高度 $(h_2)$。
解答
根據鏡面公式,我們知道:
$\frac{1}{f}=\frac{1}{v}+\frac{1}{u}$
將給定值代入鏡面公式,得到:
$\frac{1}{(-4)}=\frac{1}{v}+\frac{1}{(-9)}$
$-\frac{1}{4}=\frac{1}{v}-\frac{1}{9}$
$\frac{1}{9}-\frac{1}{4}=\frac{1}{v}$
$\frac{1}{v}=\frac{4-9}{36}$
$\frac{1}{v}=\frac{-5}{36}$
$v\times {(-5)}=36$
$v=-\frac{36}{5}$
$v=-7.2cm$
因此,像的距離 $v$ 為 7.2 釐米,負號表示像在鏡面前方(左側)。
現在,根據放大率公式,我們知道:
$m=\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}=-\frac{v}{u}$
將給定值代入放大率公式,得到:
$\frac{{h}_{2}}{2}=-\frac{(-7.2)}{(-9)}$
$h_2=\frac{2\times (-7.2)}{(-9)}$
$h_2=-1.6cm$
因此,像的高度 $h_2$ 為 1.6 釐米,負號表示像在主軸下方(向下)。
再次使用放大率公式,得到:
$m=-\frac{v}{u}$
$m=-\frac{(-7.2)}{(-9)}$
$m=-0.8$
因此,像的放大率 $m$ 為 0.8,負號表示像是實像且倒立。
因此,像的性質是實像且倒立,其位置是距鏡面 7.2 釐米處(在鏡面的左側),其大小是縮小。
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