用黑紙遮住凸透鏡的一半。這個透鏡還能產生物體的完整影像嗎?透過實驗驗證你的答案。解釋你的觀察結果。


當凸透鏡的一半被黑紙遮住時。是的,這樣的透鏡可以產生放置在透鏡一定距離處的完整物體的影像。因為來自物體的光可以被透鏡的另一半折射。所成的像是實像、倒立的,並且縮小的。

證明答案的射線圖如下所示

假設:

物體高度,$h=+4cm$

物體距離,$u=–15cm$

焦距,$f=+20cm$

求解:像距或像的位置$v$,像的性質和大小,$h'$。

解:

根據透鏡公式,我們知道:

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

代入所需的值,我們得到:

$\frac {1}{20}=\frac {1}{v}-\frac {1}{(-15)}$

$\frac {1}{20}=\frac {1}{v}+\frac {1}{15}$

$\frac {1}{v}=\frac {1}{20}-\frac {1}{15}$

$\frac {1}{v}=\frac {3-4}{60}$

$\frac {1}{v}=-\frac {1}{60}$

$v=-60cm$

因此,螢幕像距或像的位置$v$距透鏡60釐米,負號表示像在透鏡前方(左側)形成。此外,由於像在透鏡左側形成,所以像是虛像

現在,

根據放大率公式,我們知道:

$m=\frac {v}{u}=\frac {h'}{h}$

代入所需的值,我們得到:

$\frac {-60}{-15}=\frac {h'}{4}$

$4=\frac {h'}{4}$

$h'=+16cm$

因此,像的高度或大小$h'$為16釐米,正號表示像是正立的

因此,所成的像是虛像、正立的,並且放大的。

更新於:2022年10月10日

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