Номер 6, страница 220, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

6. На рисунке 40.10 дан луч, прошедший сквозь линзу с фокусным расстоянием $\text{F}$. Постройте ход луча до линзы.

Рис. 40.10

Дано:

На рисунке дана собирающая линза с фокусным расстоянием $\text{F}$ и луч, прошедший сквозь нее.

Найти:

Построить ход луча до линзы.

Решение:

Для построения хода луча до линзы воспользуемся свойством обратимости световых лучей и правилом построения лучей в собирающей линзе. Свойство заключается в следующем: лучи, выходящие из одной точки, расположенной в передней фокальной плоскости, после преломления в линзе распространяются параллельным пучком. Направление этого пучка определяется побочной оптической осью — линией, соединяющей эту точку с оптическим центром линзы.

Следовательно, чтобы найти падающий луч, нужно выполнить обратное построение:

1. Отметим на главной оптической оси передний фокус линзы $F'$. Он находится на том же расстоянии от оптического центра $\text{O}$, что и задний фокус $\text{F}$, но с противоположной стороны. Проведем через точку $F'$ переднюю фокальную плоскость (на рисунке показана серой штриховой линией).

2. Через оптический центр линзы $\text{O}$ проведем вспомогательный луч, параллельный данному преломленному лучу (на рисунке — синий штриховой луч). Этот луч проходит через линзу, не преломляясь.

3. Найдем точку пересечения $\text{P}$ этого вспомогательного луча с передней фокальной плоскостью.

4. Искомый падающий луч должен был пройти через эту точку $\text{P}$ перед тем, как попасть на линзу.

5. Соединяем точку $\text{P}$ с точкой падения преломленного луча на линзу. Полученная линия (на рисунке — красный луч) и есть ход луча до линзы.

Ответ:

Ход луча до линзы построен на рисунке и показан красной линией. Он представляет собой луч, идущий из точки $\text{P}$ в передней фокальной плоскости к линзе.