(18分)一束平行光沿薄平凸透镜的主光轴入射,经透镜折射后,会聚于透镜 处,透镜的折射率
。若将此透镜的凸面镀银,物置于平面前12
处,求最后所成象的位置。
参考解答
1.先求凸球面的曲率半径。平行于主光轴的光线与平面垂直,不发生折射,它在球面上发生折射,交主光轴于
点,如图预解18-3-1所示。
点为球面的球心,
,由正弦定理,可得
(1)
由折射定律知
(2)
当、
很小时,
,
,
,由以上两式得
(3)
所以
(4)
2. 凸面镀银后将成为半径为的凹面镜,如图预解18-3-2所示
令表示物所在位置,
点经平面折射成像
,根据折射定律可推出
(5)
由于这是一个薄透镜,与凹面镜的距离可认为等于
,设反射后成像于
,则由球面镜成像公式可得
(6)
由此可解得,可知
位于平面的左方,对平面折射来说,
是一个虚物,经平面折射后,成实像于
点。
(7)
所以 (8)
最后所成实像在透镜左方24 cm处。
评分标准:本题18分
(1)、(2)式各2分;(3)或(4)式2分;(5)式2分;(6)式3分;(7)式4分;(8)式3分。