列出球面鏡反射光的符號約定。畫一個示意圖,並在確定一個球面鏡的焦距時應用這些約定,該球面鏡形成一個物體的三倍放大實像,該物體放置在鏡前 16 釐米處。


球面鏡的符號約定

1. 所有距離都以鏡子的極點為原點進行測量。

2. 物體始終放置在鏡子的左側。

3. 沿入射光方向(沿正 X 軸)測量的距離取為正值。

4. 反著入射光方向(沿負 X 軸)測量的距離取為負值。

5. 向上且垂直於主軸(沿正 Y 軸)測量的物體高度取為正值。

6. 向下且垂直於主軸(沿負 Y 軸)測量的物體高度取為負值。


已知

放大倍數,$m$ = $-$3(實像總是倒立的)

物體到鏡子的距離,$u$ = $-$16 cm


求:鏡子的焦距,$(f)$。


解答

根據放大倍數公式,我們知道:

$m=-\frac {v}{u}$

代入已知值,得到:

$-3=-\frac {v}{(-16)}$

 $-3=\frac {v}{16}$

 $v=-48cm$

因此,像$v$到球面鏡的距離為48 cm,負號表示它在鏡前(左側)形成。

現在,根據鏡面公式,我們知道:

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

代入已知值,得到:

$\frac {1}{f}=\frac {1}{(-48)}+\frac {1}{(-16)}$

$\frac {1}{f}=-\frac {1}{48}-\frac {1}{16}$

$\frac {1}{f}=-\frac {1}{48}-\frac {1}{16}$

$\frac {1}{f}=\frac {-1-3}{48}$

$\frac {1}{f}=\frac {-4}{48}$

$\frac {1}{f}=\frac {-1}{12}$

$f=-12cm$

因此,球面鏡的焦距為12 cm,負號表示它在鏡前(左側),這意味著該鏡為凹面鏡


更新於: 2022 年 10 月 10 日

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