题目
有一折射率为1.5,半径为4cm的玻璃球,物体在距球表面6cm处,求(1)物所在的像到球心之间的距离;(2)像的横向放大率.
有一折射率为1.5,半径为4cm的玻璃球,物体在距球表面6cm处,求(1)物所在的像到球心之间的距离;(2)像的横向放大率.
题目解答
答案
解:
的玻璃球。
对第一个球面,
,
对第二个球面 
∴
∴
∴从物成的像到球心距离

解析
步骤 1:确定物点到第一个球面的距离
物点到球表面的距离为6cm,因此物点到球心的距离为6cm+4cm=10cm。所以,对于第一个球面,物点到球心的距离为10cm,即$S_1=10cm$。
步骤 2:应用折射公式计算第一个球面的像点位置
根据折射公式$\dfrac{n'}{S'}-\dfrac{n}{S}=\dfrac{n'-n}{r}$,其中$n'=1.5$,$n=1$,$r=4cm$,$S_1=10cm$。代入公式计算得到像点到球心的距离$S'_1$。
步骤 3:确定第二个球面的物点位置
第一个球面的像点到球心的距离为$S'_1$,因此第二个球面的物点到球心的距离为$S_2=-S'_1+8cm$,其中8cm是球的直径。
步骤 4:应用折射公式计算第二个球面的像点位置
根据折射公式$\dfrac{n'}{S'}-\dfrac{n}{S}=\dfrac{n'-n}{r}$,其中$n'=1$,$n=1.5$,$r=4cm$,$S_2=-S'_1+8cm$。代入公式计算得到像点到球心的距离$S'_2$。
步骤 5:计算横向放大率
横向放大率$\beta$等于两个球面的放大率之积,即$\beta=\beta_1\beta_2$,其中$\beta_1=\dfrac{n'S'_1}{nS_1}$,$\beta_2=\dfrac{n'S'_2}{nS_2}$。
物点到球表面的距离为6cm,因此物点到球心的距离为6cm+4cm=10cm。所以,对于第一个球面,物点到球心的距离为10cm,即$S_1=10cm$。
步骤 2:应用折射公式计算第一个球面的像点位置
根据折射公式$\dfrac{n'}{S'}-\dfrac{n}{S}=\dfrac{n'-n}{r}$,其中$n'=1.5$,$n=1$,$r=4cm$,$S_1=10cm$。代入公式计算得到像点到球心的距离$S'_1$。
步骤 3:确定第二个球面的物点位置
第一个球面的像点到球心的距离为$S'_1$,因此第二个球面的物点到球心的距离为$S_2=-S'_1+8cm$,其中8cm是球的直径。
步骤 4:应用折射公式计算第二个球面的像点位置
根据折射公式$\dfrac{n'}{S'}-\dfrac{n}{S}=\dfrac{n'-n}{r}$,其中$n'=1$,$n=1.5$,$r=4cm$,$S_2=-S'_1+8cm$。代入公式计算得到像点到球心的距离$S'_2$。
步骤 5:计算横向放大率
横向放大率$\beta$等于两个球面的放大率之积,即$\beta=\beta_1\beta_2$,其中$\beta_1=\dfrac{n'S'_1}{nS_1}$,$\beta_2=\dfrac{n'S'_2}{nS_2}$。