题目
折射率为1.5的平凸透镜,一侧为平面,另一侧曲率半径为0.1m的凸面,则其焦距是:A. -0.2mB. 0.2mC. 5mD. -5m
折射率为1.5的平凸透镜,一侧为平面,另一侧曲率半径为0.1m的凸面,则其焦距是:
A. -0.2m
B. 0.2m
C. 5m
D. -5m
题目解答
答案
B. 0.2m
解析
本题考查薄透镜焦距公式的应用。解题思路是先明确薄透镜焦距公式,再根据平凸透镜的特点确定其两个折射面的曲率半径,最后将相关数据代入公式计算出焦距。
薄透镜焦距公式为:$\frac{1}{f}=(n - 1)(\frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2})$,其中$f$为焦距,$n$为透镜材料的折射率,$R_1$和$R_2$分别为透镜两个折射面的曲率半径。
对于平凸透镜,一侧为平面,另一侧为凸面。规定光线从左向右传播时,凸面的曲率中心在透镜右侧,平面的曲率半径可视为无穷大。已知折射率$n = 1.5$,凸面的曲率半径$R_1=0.1m$,平面的曲率半径$R_2=\infty$。
将$n = 1.5$,$R_1 = 0.1m$,$R_2=\infty$代入薄透镜焦距公式$\frac{1}{f}=(n - 1)(\frac{1}{R_1}-\frac{1}{R_2})$可得:
因为$\frac{1}{\infty}=0$,所以$\frac{1}{f}=(1.5 - 1)(\frac{1}{0.1}-0)$
先计算括号内的值:$1.5 - 1 = 0.5$,$\frac{1}{0.1}=10$
则$\frac{1}{f}=0.5\times10 = 5$
两边同时取倒数可得$f=\frac{1}{5}=0.2m$