Номер 378, страница 109 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

8 класс. Линзы - номер 378, страница 109.

Условие.

378. На каждом рисунке показано положение главной оптической оси $OO'$ тонких собирающих линз и положение точечных источников света $\text{S}$ и их изображений $S'$. Сделайте недостающие построения и найдите положения линзы и фокусов для каждого случая.

Решение.

а

Решение:

1. Для нахождения положения тонкой собирающей линзы используется свойство луча, проходящего через ее оптический центр: такой луч не меняет своего направления. Следовательно, точечный источник света S, его изображение S' и оптический центр линзы C должны лежать на одной прямой. Проводим прямую через точки S и S'. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью OO' и будет являться оптическим центром C.

2. Сама линза располагается в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси и проходящей через оптический центр C.

3. Для нахождения положения главного фокуса F' проведем из точки S луч, параллельный главной оптической оси, до пересечения с плоскостью линзы в некоторой точке P. Согласно правилу построения изображений в тонкой линзе, после преломления этот луч должен пройти через изображение S'. Соединяем точки P и S' прямой линией. Точка пересечения этой линии (преломленного луча) с главной оптической осью OO' и есть задний главный фокус F'.

4. Передний главный фокус F расположен на главной оптической оси симметрично заднему фокусу F' относительно плоскости линзы.

В данном случае изображение S' является действительным и перевернутым, так как оно расположено по другую сторону от линзы и по другую сторону от главной оптической оси относительно источника S.

Ответ: Положение линзы определяется точкой пересечения прямой SS' с главной оптической осью OO'. Положение фокусов определяется с помощью построения хода луча, идущего от источника S параллельно главной оптической оси.

б

Решение:

Построение в этом случае аналогично построению в случае а.

1. Проводим прямую через источник S и его изображение S'. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью OO' есть оптический центр линзы C.

2. Линза перпендикулярна главной оптической оси и проходит через точку C.

3. Проводим луч из S параллельно оси OO' до пересечения с линзой в точке P. Затем проводим прямую через точки P и S'. Точка пересечения прямой PS' с осью OO' дает положение заднего фокуса F'.

4. Передний фокус F находится на оси OO' на таком же расстоянии от линзы, что и F', но с противоположной стороны.

Изображение S' в данном случае также является действительным и перевернутым.

Ответ: Положение линзы и фокусов находится аналогично случаю а: линза находится в точке пересечения прямой SS' и оси OO', а фокусы — с помощью построения хода луча, параллельного главной оптической оси.

в

Решение:

В этом случае источник S и его изображение S' находятся по одну сторону от главной оптической оси. Для собирающей линзы это означает, что изображение является мнимым и прямым.

1. Положение оптического центра C линзы по-прежнему находится в точке пересечения прямой, проходящей через S и S', с главной оптической осью OO'.

2. Линза перпендикулярна оси OO' и проходит через точку C. Заметим, что S и S' находятся по одну сторону от линзы, что подтверждает мнимый характер изображения.

3. Для нахождения заднего фокуса F' проводим из точки S луч, параллельный главной оптической оси, до пересечения с линзой в точке P. Поскольку изображение S' мнимое, преломленный луч должен идти так, как будто он исходит из точки S'. Это означает, что продолжение преломленного луча в обратном направлении должно проходить через S'. Поэтому проводим прямую через точки S' и P. Преломленный луч будет распространяться вдоль этой прямой за линзой. Точка пересечения этого преломленного луча (прямой, проходящей через P и F') с главной оптической осью OO' и будет задним фокусом F'.

4. Передний фокус F находится на главной оптической оси симметрично заднему фокусу F' относительно линзы.

Ответ: Положение линзы определяется пересечением прямой SS' с главной оптической осью. Положение фокусов определяется с помощью построения хода луча, идущего от источника параллельно главной оптической оси, с учетом того, что изображение S' является мнимым.