※ ChatGPTを利用し、要約された質問です(原文:球面の屈折と反射が分かりません)
球面の屈折と反射が分かりません
このQ&Aのポイント
ガラスが平面ではなく半径Rの球の場合を考えると、屈折と反射の光の像の位置を求める式が与えられています。
しかし、求めた像の位置と模範解答との差異があるため、光の逆進性を考慮した際に誤りが生じている可能性があります。
したがって、光の逆進性を適切に考慮しながら式を再評価し、正しい像の位置を求める必要があります。
「真空中に,屈折率n、厚さdの厚板ガラス(裏面に銀メッキ)を置く.この鏡の前方sのところに置かれた物体の像はどこに生ずるか」という問題が分かりません
ガラスが平面ではなく半径Rの球の場合を考えて,R→∞として本問を考えようと思いました
そこで,物体が置かれた点をP(s)とし,図のようにx軸をとりました.1回目の屈折の後の光路の延長とx軸との交点をP'(s')とすると,参考書に載っていた式から
(1) 1(1/R-1/s) = n(1/R-1/s') (∵真空の屈折率は1)
今,R→∞として
(1') s'=ns
この屈折光は銀メッキの部分で反射されるから,反射光の像の位置をP"(s")とすると
参考書に載っていた式から
(2) 1/(d+s')+1/(d+s") = 2/R
今,R→∞として
(2') s"=-2d-s'
最後に,求めるべき像の位置をQ(t)とすると,光の逆進性を考慮して(QからP"への光路を考えて),式(1)より
(3) 1(1/R-1/t) = n(1/R-1/s")
よって,R→∞を考えて
t = s"/n = -(2d+ns)/n
が答えだと思いました.
しかし,模範解答にはt = (2d+ns)/nとあります.
QからP"への光路を考えたのが不適だったのでしょうか?
もし不適ならその理由を教えていただきたいです.よろしくお願いします
補足
ご回答ありがとうございます 示してくださった虚像が,今回求めるべきQ(t)ですよね ということは,t<0が適切であり,本の模範解答が誤りだったということでしょうか? よろしくお願いします