דלג לתוכן

WO.6 · Signed lens and mirror images

GRE Subject Test · GRE Physics · נושא 33

33.1

תמונות עדשה ומראות סימניות

מרחק תמונה שלילי הוא תוצאה גיאומטרית הממוקמת תמונה וירטואלית, ולא חשבון כושל שצריך להחליף בערכו המוחלט.

תנאי מקדימים: 3.

  • מיקום תמונות עדשה דקה ואופטיות קרנית באמצעות סימן הסימנים המוכרז
  • שימוש בהגדלה עם סימן למיון הכיוון והאופי הממשי או הווירטואלי
  • מעקב אחר מיקומי תמונה רצופים ככניסה אל האלמנט הבא ללא איפוס הגיאומטריה
33.2

הצהרת מרחקים וסימנים

השתמש בסימן ה"ממשי חיובי" ליחידה זו: כניסה ממשם פולטת קרניים מתפזרות לאלמנט, ולכן s>0; ערוץ כניסה שנמצא כבר במצב התכנסות יכול להציג כניסה וירטואלית, s<0. A real image has s′>0, בעוד שתמונה וירטואלית היא s′<0. The paraxial equation is 1/f=1/s+1/s′ and transverse magnification 横向放大率 M=−s′/s. A converging lens 会聚透镜 has f>0 ועדשה מפזרת f<0. For left-to-right light and a real object at x<0 relative to a lens at x=0, a real image lies at x=s′>0; ס' שלילי ממוקם את התמונה הווירטואלית בצד הכניסה. ציין את הסימן לפני ההצבה, מכיוון שהסכמות סימן-קואורדינציה אחרות מייצרות משוואות נראות שונות.

מילון מונחים אימון
English עברית
virtual image/ˈvɜːtʃuːəl ˈɪmɪdʒ/ תמונה וירטואלית
transverse magnification/trænsˈvɜːs ˌmæɡnɪfɪˈkeɪʃn/ גדילת צולעת
converging lens/kənˈvɜːdʒɪŋ lenz/ עדשה מתכנסת
33.3

עקיבת תמונת עדשה

עבור עדשה דקה מתכנסת, קרן המקבילה לציר יוצאת דרך הנקודה הקדועה הרחוקה, וקרן העוברת במרכז האופטי האידיאלי ממשיכה ללא סטייה. נקודת החיתוך שלהן מזיהה תמונה אמיתית; הארכות אחוריות יכולות למקם תמונה מדומה. הקירוב הפרא-צירי משתמש בקרנות הקרובות לציר ומתעלם מעובי ובסטייה. עם s>f>0, s′ חיובי ו-M שלילי: התמונה אמיתית והפוכה. עם 0<s<f, s′ שלילי ו-M חיובי: התמונה מדומה, זקופה ומוגדלת. ב-s=f, הקרנות היוצאות מקבילות ואין מישור תמונה סופי. עדשה מפוזרת עם עצם אמיתי מייצרת תמונה מדומה, זקופה ומוקטנת.

33.4

יישום גיאומטריית תמונה מוחזרת

עבור מראה כדורי באותו סימן חיובי לאמיתי, קעורה f>0 ומצולעת f<0, כאשר f=R/2 בגבול הפרא-צירי. תמונה מוחזרת אמיתית נמצאת מול המראה בצד אור הנכנס; תמונה מדומה נמצאת מאחוריו. לכן מרחק תמונה חיובי יש צד פיזי שונה למראה לעומת עדשה מעבירה. קרן מקבילה נחזרת דרך המוקד הקעור; קרן המכוונת אל מרכז העקומה חוזרת על מסלולה. קרנות מוחזרות מצולעות מתפזרות כאילו מגיעות מהמוקד מאחורי המראה. השתמש באותה משוואה ו-M=−s′/s עם ערכים ממוספרים, ולא בשילוב שקט של גיאומטריית מראה עם דיאגרמת צירים לעדשה.

33.5

מיקום הכניסה של האלמנט הבא

עבור רצף של עדשות מופרדות, חשב תחילה את קואורדינת התמונה בפועל מהעדשה הראשונה. ביחס לעדשה הבאה, החלט אם הקרניים הנכנסות מתפזרות מנקודה לפניה או עדיין מתכנסות לכיוון נקודה מאחוריה; אלו הן כניסות ממשות ווירטואליות בהתאמה. רק אז תן לה את מרחק הכניסה עם הסימן המתאים וחשב שוב. ההגדלה הרוחבית הכוללת היא מכפלת ההגדלות הסימניות הבודדות עבור אלמנטים פארקסאליים מאונכים. הפרדת האלמנטים אינה אוטומטית מרחק הכניסה השני. האופי הממשי/הווירטואלי הגיאומטרי תלוי בהתכנסות, ולא בהגדלת התמונה הסופית. תוצאות אידיאליות אלו אינן מדגמות רזולוציה אופטית-גלית או סטיית כדורית/כרומטית.

33.6

שיטה מפורטת

השתמש במרחקים "ממשי חיובי" ובאורך מוקד חיובי לעדשה מתכנסת. עם f = 12 ס"מ ומרחק כניסה ממשי s = 8 ס"מ,

$$1/s'=1/f-1/s=1/(12\,\mathrm{cm})-1/(8\,\mathrm{cm})=-1/(24\,\mathrm{cm}).$$
ולכן s' = -24 ס"מ ו$M=-s'/s=+3$. התמונה הווירטואלית זקופה, בצד הכניסה. מרחקים עם סימן מזהים את הצד הפיזיקלי; מרחק שלילי אינו כשל אריתמטי.

דיאגרמות קרניים: עדשה מתכנסת עם f = 10 ס"מ היוצרת תמונה אמיתית הפוכה של עצם ב-30 ס"מ, ומראה מצולעת היוצרת תמונה מדומה זקופה בשליש הגודל
משוואת עדשה דקה: s = 30 ס"מ, f = 10 ס"מ נותן s′ = 15 ס"מ ו-M = −1/2
33.7

בדוק תנאים ומילוגיה

שמור על הסימנים עד שגיאומטריה ת yorumate; תמונת מראה חיובית נמצאת בצד הפונים, בעוד שתמונת עדשה מעבירה חיובית נמצאת בצד היוצא.

תמונה וירטואלית: תמונה apparent הממוקמת על ידי הארכות לאחור של קרניים במקום התכנסות בפועל של קרניים יוצאות.

הגדלה רוחבית: יחס גובה התמונה לגובה הכניסה עם סימן, −s′/s בסימן המוכרז.

שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה

לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.

נושאים נוספים בGRE Subject Test · GRE Physics

היכנס או צור חשבון

IGCSE, A-Level & AP