Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2019-07-25, 17:31
  #1
Medlem
Jag testade nyss att lösa följande uppgift från kursboken "Fundamentals Of Photonics" av Saleh/Teich:

1.2-8
Lens in water
Determine the focal length f of a biconvex lens with radii 20 cm and 30 cm and refractive index 1.5.
What is the focal length when the lens is immersed in water (n = 4/3)?


När jag använder formeln 1/f = [(n₂ - n₁)/n₁]⋅[1/R₁ - 1/R₂] (där de har använt konventionen att R₁ = 20 cm och R₂ = -30 cm, och där n₁ är brytningsindex för det omgivande mediet) för fallet när linsen är omgiven av luft så får jag värdet f = 24 cm, vilket stämmer med facit.
Däremot så får jag värdet 96 cm när linsen är under vatten, och facit säger att det riktiga värdet är 72 cm.
Borde jag inte få fokallängden 96 cm i det här fallet, eftersom n₁ = 4/3 och n₂ = 1.5?
Dessutom så är ju "96" en väldigt exakt och bekväm siffra som antagligen hade valts som svar för en övningsuppgift (precis som "72"), och detta gör mig ännu mer fundersam.
__________________
Senast redigerad av Peter_18 2019-07-25 kl. 17:37.
Citera
2019-07-25, 17:47
  #2
Medlem
QuantumFools avatar
Jag tror nog att 96 cm är korrekt. Jag får 72 cm om jag "glömmer" att ändra även n₁ i nämnaren till 4/3.
Citera
2019-07-25, 17:53
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av QuantumFool
Jag tror nog att 96 cm är korrekt. Jag får 72 cm om jag "glömmer" att ändra även n₁ i nämnaren till 4/3.
Ja, facit ser i alla fall ut på det här sättet:

http://www.image-share.com/upload/3978/195.jpg

Det verkar som om de har satt nämnaren till 1 och sen gjort detta till den "allmänna" ekvationen...?
Så uppfattar då jag det i alla fall.
Citera
2019-07-27, 18:45
  #4
Medlem
Annacondas avatar
Den ekvation de skrivit högst upp är för luft.
Det ser ut som de tagit denna ekvation https://en.wikipedia.org/wiki/Lens_(..._approximation och inte noterat att det står "For a lens in air"...

Lustigt nog verkar inte den generella ekvationen stå allls på Wiki (och i den svenska finns inte ens tillägget "för en lins i luft" vid ekvationen!).

Jag tror förresten att man brukar skriva ekvationen: 1/f = [(n₂/n₁) - 1]⋅[1/R₁ - 1/R₂],
om n1 = brytningsindex för omgivande medium, och n2 = brytningsindex för linsen.

(Ditt svar är alltså korrekt .)
Citera
2019-07-28, 23:24
  #5
Medlem
Tack för svaren.
Tänkte väl att ekvationen i facit verkade lite knasig.

Jag märkte nyss att boken "University Physics With Modern Physics, 13th Edition" har ett väldigt bra kapitel om just "Geometric Optics" (kapitel 34), och på sidan 1134 har de precis härlett Lensmaker's Equation (ekvation 34.19) i den form som den har i facit till min övningsuppgift och poängterar omedelbart efteråt explicit att
"It is not hard to generalize Eq. (34.19) to the situation in which the lens is immersed in a material with an index of refraction greater than unity.
We invite you to work out the lensmaker’s equation for this more general situation."
__________________
Senast redigerad av Peter_18 2019-07-28 kl. 23:29.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback