Rozwiązane

Przedmiot o wysokości 4 cm został umieszczony w odległości 0,1 m od soczewki skupiającej. Powstał wtedy obraz o wysokości 8 cm. Ile wynosi ogniskowa tej soczewki i gdzie należy umieścić ten sam przedmiot, aby otrzymać jego obraz pozorny i dwukrotnie powiększony? Wykonaj rysunek (bieg promieni i konstrukcję obrazu) dla drugiego przypadku.



Odpowiedź :

Soczewka skupiająca i jej własności

f = 0,02666...m

X = 0,04 m

Dane:

h = 4 cm = 0,04 m

H = 8 cm = 0,08 m

x = 0,1 m

Szukane:

f = ?

X = ?

Rozwiązanie:

Skorzystajmy ze wzoru na liniowe powiększenie obrazu i wyliczmy odległość powstałego obrazu. Powiększenie będzie proporcjonalne do odległości przedmiotu i odległości obrazu:

 [tex]p = \frac{h}{H} = |\frac{x}{y} |\\\frac{1}{2} = \frac{0,1m}{y}\\ \\y = 0,2 m[/tex]

Następnie zapoznajmy się z równaniem soczewki:

 [tex]\frac{1}{x} + \frac{1}{y} = \frac{1}{f}[/tex]

 x - odległość przedmiotu od soczewki

 y - odległość obrazu od soczewki

 f - ogniskowa soczewki

Z podanego wzoru wyliczmy ogniskową soczewki:

 [tex]f = \frac{xy}{x+y} = 0,02666... m[/tex]

Obrazy pozorne powstają w miejscu przecięcia się przedłużeń promieni, odbitych od zwierciadła lub wychodzących z soczewki. Aby powstały obraz był pozorny, przedmiot musi być ustawiony pomiędzy ogniskową soczewki a samą soczewką.

Jeżeli obraz ma być dwukrotnie powiększony, wysokość powstałego obrazu będzie taka sama.

Obliczmy szukaną odległość:

 [tex]\frac{X}{Y} = \frac{1}{2} \\Y = 2X\\\\f = \frac{XY}{X+Y} = \frac{2X}{3}\\ \\X = 0,04 m == > Y = 0,08 m[/tex]

Zobacz obrazek Mallordt