列出球面镜反射光的符号约定。画一个示意图,并在确定一个球面镜的焦距时应用这些约定,该球面镜形成一个物体的三倍放大实像,该物体放置在镜前 16 厘米处。
球面镜的符号约定
1. 所有距离都以镜子的极点为原点进行测量。
2. 物体始终放置在镜子的左侧。
3. 沿入射光方向(沿正 X 轴)测量的距离取为正值。
4. 反着入射光方向(沿负 X 轴)测量的距离取为负值。
5. 向上且垂直于主轴(沿正 Y 轴)测量的物体高度取为正值。
6. 向下且垂直于主轴(沿负 Y 轴)测量的物体高度取为负值。
已知
放大倍数,$m$ = $-$3(实像总是倒立的)
物体到镜子的距离,$u$ = $-$16 cm
求:镜子的焦距,$(f)$。
解答
根据放大倍数公式,我们知道:
$m=-\frac {v}{u}$
代入已知值,得到:
$-3=-\frac {v}{(-16)}$
$v=-48cm$
因此,像$v$到球面镜的距离为48 cm,负号表示它在镜前(左侧)形成。
现在,根据镜面公式,我们知道:
$\frac {1}{f}=\frac {1}{v}+\frac {1}{u}$
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,球面镜的焦距为12 cm,负号表示它在镜前(左侧),这意味着该镜为凹面镜。
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