Номер 4, страница 174 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

13. Оптика. 13.8. Изображения светящихся точек и предметов в рассеивающей линзе - номер 4, страница 174.

Решение.

Решение 2.

Для построения изображения светящейся точки S, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы, необходимо использовать ход по меньшей мере двух лучей, исходящих из этой точки. Поскольку все лучи, исходящие из точки S и лежащие на главной оптической оси, проходят через линзу без преломления, для построения необходимо использовать лучи, идущие под углом к оси.

Однако, если сама точка лежит на оси, построить изображение с помощью стандартных лучей (параллельного оси и проходящего через фокус) напрямую нельзя. В этом случае применяют метод вспомогательного объекта. Построим изображение точки S, выполнив следующие шаги:

1. Представим себе вспомогательный точечный источник света P, расположенный не на главной оптической оси, так, чтобы отрезок SP был перпендикулярен оси. Мысленно мы создаем небольшой объект SP. Изображение S' точки S будет основанием перпендикуляра, опущенного из изображения P' точки P на главную оптическую ось.
2. Для построения изображения точки P используем два «удобных» луча:
   • Первый луч (на схеме показан красным) исходит из точки P параллельно главной оптической оси. После прохождения через рассеивающую линзу он преломляется таким образом, что его продолжение (показано пунктиром) проходит через передний (мнимый) фокусF линзы. Передним называется фокус, расположенный с той же стороны от линзы, что и источник света.
   • Второй луч (на схеме показан зелёным) исходит из точки P и проходит через оптический центр линзы O. Такой луч не преломляется и не меняет своего направления.
3. Так как после прохождения линзы лучи расходятся, они сами не пересекутся. Изображение будет мнимым. Оно находится в точке пересечения продолжения первого преломленного луча и второго луча, прошедшего через оптический центр. Найдём эту точку пересечения и обозначим её P'.
4. Опустим перпендикуляр из точки P' на главную оптическую ось. Точка пересечения этого перпендикуляра с осью и будет искомым изображением S' светящейся точки S.

Ниже представлена схема построения:

Как видно из построения, изображение S' является мнимым (так как оно получено с помощью продолжения луча), прямым (расположено с той же стороны от оси, что и объект) и находится между линзой и передним фокусом F.

Ответ: Изображение S' светящейся точки S, лежащей на главной оптической оси рассеивающей линзы, является мнимым и расположено на главной оптической оси между линзой и её передним фокусом (фокусом со стороны источника). Построение показано на рисунке выше.