如下,點光源在繞凸透鏡主光軸兩倍焦距處點且運動面垂直於透鏡所在平面的圓周運動成像為什麼是非規則「圓」?

時間 2021-06-03 01:36:24

1樓:八里土人

做了半天發現GeoGebra上有更好的方法演示,具體可以看:

Graphing Calculator - GeoGebra如下圖,焦距10,圓心在(-20,0)處,圓半徑分別為9,10,15,20,25,40

圓半徑小於1倍焦距時,實像橢圓

圓半徑等於1倍焦距時,拋物線

圓半徑在1倍和2倍之間時,雙曲線,兩側

圓半徑等於2倍焦距時,左邊雙曲線過透鏡中心圓半徑大於2倍焦距時,圓有部分在透鏡右邊,更有趣。

geogebra做的,公式為:

其中,f是焦距,圓心在(-2f,0)處。

把分子乘到右邊去,很容易看出是焦點在x軸上的橢圓。

2樓:小颺

hmmm...我本人認為吧...

圓的右半邊在凸透鏡一倍焦距到二倍焦距之間會成倒立放大的實像,左半邊物距大於二倍焦距,會成倒立縮小的實像,實像上下左右都顛倒,所以這個像是左邊胖右邊瘦的,所以選C

個人愚見,錯了莫怪,嘿嘿嘿

3樓:墨暈

試著來答一下。

首先看這個題。如果沒有那個凸透鏡,軌跡一定是個圓。

準備好所學的成像的規律知識

2f以外的物體成倒立縮小的實像,2f處倒立等大實像,2f與f之內為倒立放大實像。

閉上眼睛想象這個場景下像的軌跡:

光源在在2f以外時,透鏡另一側有個像落在光軸下方,距離光軸小於r(縮小像);

光源運動到2f時,像出現在透鏡另一側的光軸2f處下方,距離為r(等大像);

光源運動到2f與f之間時,像仍出現在透鏡另一側的光軸下,只不過距離大於r(放大像);光源運動連續,所以軌跡也應該平滑,故像的軌跡應該是一條在光軸下方距離光軸越來越遠的線,2f左邊距離小於r,右邊大於r;劃出的方向應該也是從左向右。

好了,我們拿著這個規律回到這個題。光軸上半部分的光源運動成的圓弧所得像應該位於另一側的光軸下方,運動方向也應相同。而且像的軌跡必有一點是2f處的等大像。

我們結合前面思維訓練得到的結論。像軌跡可以用一條垂直於光軸的線分開,一半在2f左側一半在2f右側。

2f左側,應該都是縮小像,那麼這段弧上每一點到光軸的距離都會縮小,就像乙個圓弧上的東西突然掉到圓裡一樣;

2f右側,應該都是放大像,這段弧上每一點的距離都會被放大。

所以,試著畫一下,乙個半圓弧,一半每個點都像內畫一下,一半每個點像外畫一些。結合方向。就知道選什麼了。

至於為什嚒不是橢圓,橢圓是沿著y或x軸都對稱的。也就是說它的變化規律也是對稱的,而這個軌跡以光軸為x軸是對稱的,但是以過2f垂直於光軸的y軸卻是不對稱的,變化規律明顯不同。如果要定量的算可以用解析幾何一類的知識。

說些其他的,看到這個問題突然有些感動,老夫中學學物理也有這種情況,死命的糾結乙個問題,雖然其實並沒有考。但是這過程中對自己的推理、歸納能力很有幫助,還有空間想象力以及自主把所學的物理數學知識結合起來的能力。

過去學電磁場算帶電粒子運動軌跡的時候有一次硬是把它對應的數學方程寫出來了,雖然題目並沒有要求而且不是乙個經典圓。當時自己的喜悅無可比擬,上課講題的時候物理老師也很驚訝,自己在意的女孩也是扶了扶眼鏡低頭感慨。

所以題主加油,或許以後並不吃物理的飯,但是這些過程帶來的收穫將獲益終生,加油。

4樓:托馬斯-紅黑

我看的一眼也覺得是橢圓,結果一看題主的答案c傻眼了。不清楚為什麼會是c。我認為是b基本道理就是透鏡的軸向放大率與垂軸放大率類似乙個平方關係(共軸同介質 )所以會拉長。

而這個近軸狀態。會有較好的對稱性。所以猜測該是橢圓。

5樓:YorkYoung

基本同意木林的觀點,這裡提供另外的思路。

像距物距滿足公式

這個公式我讀書時是初中不學,高中競賽知識,大學才學,但我覺得這個公式初中生也不難理解吧,比背一大堆文字輕鬆多了,同理 這種電抗公式也比文字描述簡單,不理解高中為啥非要用文字描述。

現在假設物點為 則物距為

於是 由於像和物相似, 從而:

從而像點 到2倍焦點 的有向距離為

滿足圓錐曲線的極座標方程,所以影象是乙個 , ,焦點在處的圓錐曲線,由題意 從而 從而是橢圓。

6樓:xu Jyric

先表明一下身份,我是高中物理老師,主教競賽。

在薄透鏡和近軸條件下,此題像點的軌跡的確是橢圓。還可以證明,像方主光軸上2f那個點是這橢圓的乙個焦點,而過像方焦點並垂直於主光軸的直線(像方焦平面在這個平面上的截線)是這個橢圓的一條準線。

初中物理老師的錯不是乙個兩個,教材上都全是錯。這沒辦法,那是乙個廣泛的能力不足的群體。你的思考是十分有趣和值得鼓勵的,但願你能一直有這種追求正確的精神,將來遇到越來越多厲害的人,你會發現另乙個天地。

(另外告誡某些老師,不要憑想象誤導學生,請自己動手推導一下,把你那錯誤的邏輯收起來。)

另外,有興趣的讀者可以用幾何畫板驗證一下:把圓作為物,不管這個圓或圓心在什麼位置,只要這個圓整體都在物方,那麼這個圓的像總是乙個圓錐曲線。如果這個圓完全在焦點左方,那麼像會是乙個橢圓;如果這個圓有一部分在焦點左方有一部分在焦點右方,那麼像會是乙個雙曲線。

7樓:譚少雄

答案應是非規則的園C。這是凸透鏡的成像規律造成的,推導非常簡單。當光源在2倍焦距處是倒立等高,以此為分界,左邊為小於3倍焦距大於2倍焦距為縮小的園(與光源旋轉半正園比較),同理右邊為放大的園。

所以答案為C,非B。

乙個點光源能夠在空間裡發出多少條光線?

nzczll 你這個問題很難回答。經典物理的答案,和量子力學的答案,也不相同。根據量子力學,這個問題本身都是錯誤的。量子力學的觀點。首先得問這個光源發出的光子頻率是多少。其次是,在空間中任何一點,都有機率觀察到光子。很難按照經典物理的觀點,計算出光線密度是多少。 易嵐 如同磁通量是描述單位面積內穿過...

照亮乙個球面至少需要幾個點光源?

這個可以直接從拓撲學的 Lusternik Schnirelmann 定理推出 Lusternik Schnirelmann 定理 若 n 維球面 被 n 1 個閉集 所覆蓋,則至少有乙個 包含一對對徑點.點光源所照亮的球面部分肯定不包含一對對徑點,所以2維球面不可能被3個點光源照亮 易宇 在實際物...

如果乙個點光源在乙個反射率100 的鏡面球殼中心發光,會發生什麼?

李不禹 顯而易見的是球殼因為其全反射性,溫度不變。如果球殼內部是真空,那麼點光源不斷的發光,球殼內部不斷的積累大量光子,光子濃度越來越高,整個球殼受到均勻的向外的光壓越來越大,直到整個球殼撐爆。如果你的這個光頻率很高,那麼應該會發生光子 光子反應,生成一堆正負電子。 1 一般來說點光源自身總還是有一...