Номер 2, страница 65 - гдз по физике 8 класс самостоятельные работы Генденштейн, Орлов

Самостоятельная работа 9. Оптические явления. Преломление света. Вариант 4 - номер 2, страница 65.

Условие.

2*. Если на две призмы, расположенные как на рисунке 2, направить пучок параллельных лучей, то будет ли он пересекаться в одной точке — так, как это имеет место в случае собирающей линзы? Свой ответ обоснуйте.

Решение.

Нет, пучок параллельных лучей, направленный на две призмы, расположенные основаниями друг к другу, не пересечется в одной точке, как это происходит в случае собирающей линзы.

Обоснование:

Ключевое различие между системой из двух призм и собирающей линзой заключается в форме их преломляющих поверхностей, что приводит к разному характеру преломления лучей.

1. Призма. Каждая отдельная призма имеет плоские преломляющие грани. Вследствие этого все лучи параллельного пучка, падающие на призму под одинаковым углом, отклоняются от своего первоначального направления на один и тот же угол. То есть, параллельный пучок света после прохождения через призму остается параллельным.

2. Система из двух призм. В рассматриваемой конфигурации (призмы сложены основаниями) верхняя призма отклоняет проходящие через нее лучи вниз на некоторый угол $ \delta $, а нижняя призма отклоняет свою часть лучей вверх на такой же угол $ \delta $. Таким образом, из системы выйдут два сходящихся пучка света. Однако лучи внутри каждого из этих пучков останутся параллельными друг другу. В результате все лучи пересекутся не в одной точке, а в некоторой протяженной области, создавая размытое световое пятно, а не четкий фокус.

3. Собирающая линза. В отличие от призм, собирающая линза имеет криволинейные (как правило, сферические) поверхности. Кривизна поверхности приводит к тому, что угол падения луча на поверхность линзы зависит от расстояния луча до оптической оси. Лучи, проходящие дальше от центра линзы, падают на ее поверхность под большим углом и, следовательно, преломляются сильнее, чем лучи, проходящие близко к центру. Именно эта переменная преломляющая способность линзы позволяет ей собрать все лучи параллельного пучка в одной точке, называемой фокусом.

Таким образом, система из двух призм — это лишь грубая модель, имитирующая действие линзы, но не способная обеспечить точную фокусировку из-за постоянства угла отклонения, создаваемого ее плоскими гранями.

Ответ: Нет, пучок лучей не пересечется в одной точке. Это связано с тем, что призмы с плоскими гранями отклоняют все параллельные лучи на одинаковый угол. В то время как собирающая линза, благодаря своей криволинейной поверхности, отклоняет лучи на разные углы — тем сильнее, чем дальше луч от ее центра, — что и позволяет сфокусировать их в одной точке.