Номер 5, страница 147 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

5. В каких случаях для построения изображения необходимо использовать побочную оптическую ось?

5. Решение

Побочная оптическая ось — это любая прямая, проходящая через оптический центр линзы, но не совпадающая с главной оптической осью. Необходимость в использовании побочной оптической оси возникает для построения хода лучей, которые падают на линзу не параллельно главной оптической оси. Существует две основные ситуации, когда это требуется.

Первый случай: построение изображения, создаваемого пучком параллельных лучей, падающих на линзу под углом к главной оптической оси. Такая ситуация возникает, например, при формировании изображения очень удалённого (практически находящегося в бесконечности) объекта, который расположен не на главной оптической оси. Все лучи от такого объекта приходят к линзе параллельным пучком. После преломления в собирающей линзе этот пучок сойдётся в одной точке, которая называется побочным фокусом. Эта точка всегда лежит в фокальной плоскости (плоскость, перпендикулярная главной оптической оси и проходящая через главный фокус). Чтобы найти положение этого побочного фокуса, проводят побочную оптическую ось, параллельную падающему пучку лучей. Точка пересечения этой побочной оси с фокальной плоскостью и будет искомым побочным фокусом.

Второй случай: использование побочной оси в качестве универсального метода для построения изображения точки, когда использование стандартных лучей затруднено. Для построения изображения точки обычно достаточно двух из трёх стандартных лучей (луч, параллельный главной оптической оси; луч, проходящий через оптический центр; луч, проходящий через главный фокус). Однако, если построение с помощью этих лучей неудобно (например, фокус расположен далеко за пределами чертежа) или невозможно, можно взять произвольный луч, выходящий из точки-объекта. Чтобы найти его путь после линзы, проводят побочную оптическую ось, параллельную этому лучу. После преломления в линзе этот луч пройдёт через соответствующий побочный фокус, который находится на пересечении проведённой побочной оси и фокальной плоскости.

Ответ:

Побочную оптическую ось необходимо использовать для построения изображений в случаях, когда нужно определить ход лучей, падающих на линзу непараллельно её главной оптической оси. Основные ситуации:

1. Построение изображения, даваемого пучком параллельных лучей, падающих на линзу под углом к главной оптической оси. Это типично для удалённых объектов, расположенных не на главной оптической оси.

2. Построение изображения точки с помощью произвольного луча, когда использование стандартных «удобных» лучей (проходящего через фокус, параллельного главной оси) затруднено или невозможно.