Номер 28.54, страница 148 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Оптические явления. 28. Линзы - номер 28.54, страница 148.

Условие.

28.54. Определите построением, где находится оптический центр тонкой линзы и ее фокусы, если $MN$ — главная оптическая ось линзы, $\text{A}$ — светящаяся точка, $A_1$ — ее изображение (рис. 176). Определите вид линзы (собирающая или рассеивающая) и тип изображения (прямое или перевернутое, увеличенное или уменьшенное, мнимое или действительное).

Рис. 176

Решение.

Решение

Где находится оптический центр тонкой линзы и ее фокусы

1. Для нахождения оптического центра (O) используется свойство, что луч света, проходящий через него, не преломляется. Это означает, что светящаяся точка (предмет) A, ее изображение A₁ и оптический центр линзы O лежат на одной прямой. Проведем прямую через точки A и A₁. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью MN и будет являться оптическим центром O. Построение на сетке показывает, что оптический центр O находится на оси MN на расстоянии 8 условных единиц (клеток) от левого края сетки. Сама тонкая линза расположена в этой плоскости перпендикулярно оси MN.

2. Для нахождения фокуса (F) построим ход луча, идущего от точки A параллельно главной оптической оси. Пусть этот луч пересекает плоскость линзы в точке B. После преломления в линзе этот луч или его продолжение должен пройти через точку изображения A₁. Так как изображение A₁ находится по ту же сторону от линзы, что и предмет A, оно является мнимым. Мнимое изображение образуется на пересечении продолжений преломленных лучей. Следовательно, через точку A₁ проходит продолжение преломленного луча, который сам распространяется вдоль прямой BA₁. Продолжение этого луча в обратную сторону (отрезок A₁B) пересекает главную оптическую ось в переднем (мнимом) фокусе F. Построение на сетке показывает, что фокус F находится на расстоянии 5 клеток от левого края сетки.

Фокусное расстояние линзы $\text{f}$ равно расстоянию от оптического центра до фокуса: $f = |OF| = |8 - 5| = 3$ клетки. Второй (задний) фокус F' расположен симметрично с другой стороны от линзы, на расстоянии 3 клетки от O (в точке с координатой 11).

Ответ: Оптический центр линзы находится на главной оптической оси на расстоянии 8 условных единиц (клеток) от левого края сетки. Фокусы линзы находятся на главной оптической оси на расстоянии 3 клеток по обе стороны от оптического центра (в точках с условными координатами 5 и 11).

Вид линзы (собирающая или рассеивающая)

Из рисунка видно, что изображение A₁ является прямым (расположено по ту же сторону от главной оптической оси, что и предмет A), уменьшенным (расположено ближе к оси, чем предмет A) и мнимым (расположено по ту же сторону от линзы, что и предмет A). Такой набор характеристик (мнимое, прямое, уменьшенное изображение) для любого положения предмета дает только рассеивающая линза.

Ответ: Линза рассеивающая.

Тип изображения (прямое или перевернутое, увеличенное или уменьшенное, мнимое или действительное)

Анализ взаимного расположения предмета A и его изображения A₁ на рисунке позволяет определить тип изображения:
- Изображение прямое, так как A и A₁ расположены по одну сторону от главной оптической оси.
- Изображение уменьшенное, так как расстояние от A₁ до оси (1 клетка) меньше расстояния от A до оси (3 клетки).
- Изображение мнимое, так как оно находится с той же стороны от линзы, что и предмет A, и образовано продолжениями преломленных лучей.

Ответ: Изображение прямое, уменьшенное, мнимое.