Номер 69.12, страница 236 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 69. Линзы. Глава 9. Оптические явления - номер 69.12, страница 236.

69.12 [1594] На рисунке IX-53 показан ход светового луча, падающего на рассеивающую линзу. Выполнив необходимое построение, найдите положение главного фокуса линзы и положение изображения ($S'$) светящейся точки $S$. Какое это изображение: действительное или мнимое?

Рис. IX-53

Решение

Для ответа на вопросы задачи необходимо выполнить геометрические построения, основанные на свойствах рассеивающей линзы.

1. Нахождение положения главного фокуса линзы (F)

В условии задачи показан луч света, который выходит из точки S, идет параллельно главной оптической оси MN и падает на рассеивающую линзу. По правилу хода лучей в рассеивающей линзе, луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе идет по такому направлению, что его продолжение, построенное в обратную сторону, проходит через главный фокус F линзы. Этот фокус называют передним, так как он находится со стороны падения света.
Чтобы найти положение фокуса F, необходимо продолжить преломленный луч (который на рисунке отклоняется вверх и вправо) пунктирной линией в обратном направлении до пересечения с главной оптической осью MN. Точка этого пересечения и является главным фокусом F линзы.

2. Нахождение положения изображения (S') светящейся точки S

Для построения изображения S' точки S необходимо использовать как минимум два луча, исходящих из S.
Первый луч — это луч, который дан в условии: он идет параллельно главной оптической оси. После прохождения через линзу его продолжение проходит через главный фокус F, который мы нашли в предыдущем пункте.
Второй луч — это луч, который можно провести из точки S через оптический центр линзы O (точка пересечения линзы с главной оптической осью MN). Этот луч проходит через линзу, не преломляясь и не изменяя своего направления.
Изображение S' точки S будет находиться в точке пересечения продолжений лучей, прошедших через линзу. В данном случае это будет точка пересечения продолжения первого луча (линия, проходящая через F) и второго луча (проходящего через O без преломления). Точка S' будет расположена на той же стороне от линзы, что и предмет S, между фокусом F и оптическим центром O.

3. Определение характера изображения

Изображение S' получается в результате пересечения продолжения одного преломленного луча и действительного второго луча. Поскольку для нахождения точки изображения мы использовали продолжение луча, а не пересечение самих преломленных лучей, такое изображение является мнимым. Мнимые изображения нельзя получить на экране, их можно только увидеть, глядя в линзу.

Ответ: Главный фокус F линзы находится на главной оптической оси со стороны источника света, в точке пересечения оси с продолжением преломленного луча. Изображение S' светящейся точки S находится между главным фокусом F и линзой; оно является мнимым.