一個高5釐米的物體垂直放置在焦距為10釐米的凹透鏡的主軸上。利用透鏡公式確定影像的位置、大小和性質,如果物體到透鏡的距離為20釐米。


已知

物體高度, $h=5cm$

焦距, $f=-10cm$

物體距離, $u=-20cm$

應用透鏡公式

$\frac{1}{f}=\frac{1}{v}-\frac{1}{u}$

$\therefore \frac{1}{v}=\frac{1}{f}+\frac{1}{u}$

代入已知值,得到:

$\frac{1}{v}=\frac{1}{-10}+\frac{1}{-20}$

$\frac{1}{v}=\frac{1}{-10}-\frac{1}{20}$

$\frac{1}{v}=\frac{-2-1}{20}$

$\frac{1}{v}=\frac{-3}{20}$

$v=-\frac{20}{3}$

$v=-6.67cm$

因此,像成在透鏡前6.67cm處,與物體在同一側。由於 $v$為負,所以我們可以說像是虛像。

現在可以透過透鏡的放大率公式計算像的高度:

$m=\frac{{h}_{2}}{{h}_{1}}=\frac{v}{u}$

$\therefore {h}_{2}=\frac{v{h}_{1}}{u}$

代入已知值,得到:

${h}_{2}=\frac{-6.67\times 5}{-20}$

${h}_{2}=1.67cm$

因此,像的大小為1.67cm

由於像的高度為正且小於物體的高度,所以像是正立縮小的。

因此,我們可以得出結論:像是虛像,正立縮小。

更新於: 2022年10月10日

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