物理/光學/原理及探索
凸透鏡與成像實驗解說
找出物體透過凸透鏡時，有時會顯得放大，有時會倒置的原因。 觀察光線代表光線匯聚的位置，同時調整物距、物體高度和焦距。 這是一種透鏡實驗，它能夠區分實像和虛像，以及正立影像和倒立影像。
它是怎麼工作的？
物體在焦點以外時形成倒立實像，在焦點以內時形成正立虛像。物體位於焦點時，顯示為不成像。
關鍵關係
1/a + 1/b = 1/f · m = −b/a
嘗試這個實驗
- 拖動物體或移動滑塊，以觀察這三束光線和影像。
- 在 f=10 cm 時，分別記錄物距為 30、20、15 cm 的結果。
- 記錄以下條件：處於清晰狀態，保持清晰狀態，以及僅改變焦點距離。
解讀結果的依據
當 f=10 cm、a=30 cm 時，像距與放大率的大小是多少？
b = af/(a−f) = 15 cm，且 m = −b/a = −0.5，因此，它與原來的尺寸減半。
模型的範圍與限制
這是一個偏向光束模型，用於理想的凸透鏡。透鏡的厚度、色差、衍射以及有限光圈均未考慮。水平和垂直放大以不同的方式繪製。較大的影像和靠近焦點的光束被截斷，但實際計算值在表格中保留。當 a=f 時，沒有有限距離的影像。