Номер 69.16, страница 237 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 69. Линзы. Глава 9. Оптические явления - номер 69.16, страница 237.

69.16 [1598] Постройте изображение предмета $AB$, даваемое линзой с фокусом в точке $F$, для случаев 1–4 (рис. IX-57). Охарактеризуйте каждое изображение.

1 $A$ $B$ $2F$ $F$ $F$ $2F$

2 $A$ $B$ $2F$ $F$ $F$ $2F$

3 $A$ $B$ $2F$ $F$ $F$ $2F$

4 $A$ $B$ $2F$ $F$ $F$ $2F$

Рис. IX-57

1. Решение:

Для построения изображения предмета AB, помещенного между фокусом $F$ и двойным фокусом $2F$ собирающей линзы, воспользуемся построением хода двух лучей, исходящих из точки A. Первый луч направим параллельно главной оптической оси; после преломления в линзе он пройдет через её задний фокус $F$. Второй луч направим через оптический центр линзы O; он пройдет без преломления. Точка пересечения этих двух лучей, A', и будет являться действительным изображением точки A. Опустив перпендикуляр из точки A' на главную оптическую ось, получим изображение B' точки B. Изображение A'B' расположено за двойным фокусом $2F$ с другой стороны линзы.

Характеристики изображения: действительное, так как получено на пересечении самих преломленных лучей; перевернутое, так как изображение находится с противоположной стороны от главной оптической оси по отношению к предмету; увеличенное, так как его размер больше размера предмета.

Ответ: Изображение действительное, перевернутое, увеличенное.

2. Решение:

Для построения изображения предмета AB, помещенного в точке двойного фокуса $2F$ собирающей линзы, используем аналогичное построение. Первый луч из точки А, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе пройдет через её задний фокус $F$. Второй луч из точки А пройдет через оптический центр линзы O без изменения направления. Точка пересечения этих лучей A' будет находиться в точке двойного фокуса $2F$ с другой стороны линзы. Изображение A'B' — перпендикуляр, опущенный из A' на главную оптическую ось.

Характеристики изображения: действительное, так как получено на пересечении преломленных лучей; перевернутое, так как находится по другую сторону от главной оптической оси; равное по размеру предмету (в натуральную величину), так как расстояние от предмета до линзы равно расстоянию от изображения до линзы ($d = f' = 2F$).

Ответ: Изображение действительное, перевернутое, равное по размеру предмету.

3. Решение:

Для построения изображения предмета AB, помещенного за двойным фокусом $2F$ собирающей линзы, снова строим изображение точки A с помощью двух лучей. Первый луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через её задний фокус $F$. Второй луч проходит через оптический центр линзы O, не меняя своего направления. Точка пересечения A' этих лучей будет находиться между фокусом $F$ и двойным фокусом $2F$ с другой стороны линзы. Изображение A'B' — перпендикуляр из A' на главную оптическую ось.

Характеристики изображения: действительное, так как образовано пересечением самих лучей; перевернутое, так как находится с противоположной стороны от главной оптической оси; уменьшенное, так как его размер меньше размера предмета.

Ответ: Изображение действительное, перевернутое, уменьшенное.

4 Решение:

Для построения изображения предмета AB, помещенного между линзой и её передним фокусом $F$, используем те же два луча из точки A. Первый луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через задний фокус $F$. Второй луч проходит через оптический центр линзы O без преломления. После прохождения через линзу эти лучи становятся расходящимися и не пересекаются с правой стороны от линзы. Однако их продолжения, построенные в обратном направлении (влево от линзы), пересекутся. Точка их пересечения A' и будет мнимым изображением точки A. Изображение A'B' — перпендикуляр из A' на главную оптическую ось.

Характеристики изображения: мнимое, так как получено на пересечении продолжений преломленных лучей; прямое, так как изображение находится с той же стороны от главной оптической оси, что и предмет; увеличенное, так как его размер больше размера предмета.

Ответ: Изображение мнимое, прямое, увеличенное.