Номер 2, страница 205 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

2$_{\text{э}}^*$. Придумайте, как экспериментально определить фокусное расстояние и оптическую силу линз очков. Для каких очков это можно сделать? Выполните опыт.

Придумайте, как экспериментально определить фокусное расстояние и оптическую силу линз очков.

Для экспериментального определения фокусного расстояния и оптической силы линзы очков можно использовать метод получения четкого изображения удаленного источника света (например, Солнца) на экране.

Оборудование:

1. Очки (с линзой, которую будем исследовать).

2. Экран (лист белой бумаги, стена).

3. Измерительная линейка или рулетка.

Ход эксперимента:

1. В ясный солнечный день возьмите линзу очков и направьте ее на Солнце. Внимание: не смотрите на Солнце через линзу, это опасно для зрения!

2. Расположите за линзой экран (например, лист бумаги).

3. Перемещая линзу относительно экрана, добейтесь получения на экране самого маленького и яркого светового пятна. Это пятно является действительным изображением Солнца и находится в фокусе линзы.

4. С помощью линейки измерьте расстояние от оптического центра линзы до экрана. Поскольку лучи от Солнца можно считать параллельными, это расстояние и будет являться фокусным расстоянием линзы $F$.

5. Зная фокусное расстояние $F$ (выраженное в метрах), можно вычислить оптическую силу линзы $D$ по формуле: $D = \frac{1}{F}$. Оптическая сила измеряется в диоптриях (дптр).

Ответ: Необходимо сфокусировать лучи от удаленного источника (Солнца) на экране с помощью линзы очков. Расстояние от линзы до экрана, на котором получено наиболее четкое и маленькое изображение, будет фокусным расстоянием $F$. Оптическая сила вычисляется по формуле $D = 1/F$.

Для каких очков это можно сделать?

Описанный выше эксперимент можно провести только для очков с собирающими линзами. Такие линзы имеют положительную оптическую силу ($D > 0$) и используются для коррекции дальнозоркости ("плюсовые" очки). Собирающая линза способна фокусировать параллельные лучи в одной точке, создавая действительное изображение.

Для очков с рассеивающими линзами, которые используются для коррекции близорукости ("минусовые" очки), этот метод неприменим. Рассеивающая линза не собирает параллельные лучи в точку за собой, а, наоборот, рассеивает их. Она имеет мнимый фокус, и получить с ее помощью действительное изображение на экране невозможно.

Ответ: Данный опыт можно выполнить только для очков с собирающими линзами, предназначенных для коррекции дальнозоркости.

Выполните опыт.

Допустим, мы провели описанный выше опыт с линзой от очков для чтения и получили следующие данные.

Дано:

Расстояние от линзы до четкого изображения на экране $F = 40$ см.

Перевод в СИ:

$F = 40 \text{ см} = 0.4 \text{ м}$

Найти:

Фокусное расстояние $F$

Оптическую силу $D$

Решение:

1. Фокусное расстояние линзы равно расстоянию от линзы до экрана, на котором получено четкое изображение удаленного объекта. По результатам измерения:

$F = 0.4 \text{ м}$

2. Оптическую силу линзы $D$ найдем по формуле, где фокусное расстояние должно быть выражено в метрах:

$D = \frac{1}{F}$

$D = \frac{1}{0.4 \text{ м}} = 2.5 \text{ дптр}$

Ответ: Фокусное расстояние линзы составляет $F = 0.4 \text{ м}$. Оптическая сила линзы равна $D = +2.5 \text{ дптр}$.