Номер 28.44, страница 146 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 28. Линзы - номер 28.44, страница 146.

Условие.

28.44. Всегда ли линзы с выпуклыми поверхностями — собирающие, а линзы с вогнутыми поверхностями — рассеивающие?

Решение.

Нет, не всегда. Тип линзы (собирающая или рассеивающая) зависит не только от ее геометрической формы (выпуклые или вогнутые поверхности), но и от соотношения показателя преломления материала, из которого сделана линза ($n_{линзы}$), и показателя преломления окружающей ее среды ($n_{среды}$).

Оптическая сила линзы $\text{D}$, которая и определяет ее тип, описывается формулой для тонкой линзы:

$D = \frac{1}{F} = (\frac{n_{линзы}}{n_{среды}} - 1) (\frac{1}{R_1} - \frac{1}{R_2})$

где $\text{F}$ — фокусное расстояние, а $R_1$ и $R_2$ — радиусы кривизны поверхностей.

Обычно, когда говорят о линзах, подразумевают стеклянную линзу в воздухе. В этом случае показатель преломления линзы больше показателя преломления среды ($n_{линзы} > n_{среды}$), поэтому множитель $(\frac{n_{линзы}}{n_{среды}} - 1)$ положителен. Тогда знак оптической силы зависит только от формы: у выпуклых линз (толще в центре) он положителен (линза собирающая), а у вогнутых (тоньше в центре) — отрицателен (линза рассеивающая).

Однако если линзу поместить в среду с большим показателем преломления, чем у материала самой линзы ($n_{среды} > n_{линзы}$), то множитель $(\frac{n_{линзы}}{n_{среды}} - 1)$ станет отрицательным. Это приведет к тому, что свойства линзы поменяются на противоположные. Например, воздушная линза (пузырек воздуха) выпуклой формы, находящаяся в воде, будет не собирать, а рассеивать лучи света. Соответственно, воздушная линза вогнутой формы в воде станет собирающей.

Ответ: Нет, не всегда. Линза с выпуклыми поверхностями может быть рассеивающей, а линза с вогнутыми поверхностями — собирающей. Это происходит в том случае, если показатель преломления материала линзы меньше показателя преломления окружающей ее среды.