Номер 2, страница 132 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

2. Когда с помощью собирающей линзы получают мнимое изображение предмета? Ответ поясните построением хода световых лучей в линзе.

Ответ: зависит от окружающей среды.

2. Решение

Мнимое изображение предмета с помощью собирающей линзы можно получить, если расположить предмет между линзой и её передним главным фокусом. В этом случае расстояние от предмета до линзы $\text{d}$ меньше фокусного расстояния линзы $\text{F}$ (то есть, $d < F$).

Чтобы пояснить это, построим ход световых лучей. Для построения изображения предмета AB достаточно построить изображение его верхней точки B, из которой выходит множество лучей. Мы выберем два луча, дальнейший ход которых известен:

1. Луч, параллельный главной оптической оси. После преломления в линзе он должен пройти через её задний главный фокус F'.

2. Луч, проходящий через оптический центр линзы O. Этот луч не преломляется и не меняет своего направления.

Ниже представлено графическое построение.

Как видно на построении, после преломления в линзе действительные лучи (сплошные линии красного и зеленого цвета) расходятся. Они никогда не пересекутся за линзой, а значит, действительное изображение не образуется.

Однако если продолжить эти расходящиеся лучи в обратную сторону (пунктирные линии), то их продолжения пересекутся в точке B'. Эта точка является мнимым изображением точки B. Опустив перпендикуляр из точки B' на главную оптическую ось, мы получим точку A'. Таким образом, A'B' является мнимым, прямым (неперевёрнутым) и увеличенным изображением предмета AB.

Ответ: Мнимое изображение с помощью собирающей линзы получают в том случае, когда предмет расположен между линзой и её главным фокусом, то есть на расстоянии от линзы, меньшем её фокусного расстояния.