Номер 2, страница 261 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Оптические явления. Параграф 63. Другие оптические приборы. Вспомните - номер 2, страница 261.

Условие.

• Как вид изображения и его положение зависят от взаимного расположения предмета и линзы?

Решение.

Вид и положение изображения, создаваемого тонкой линзой, зависят от типа линзы (собирающая или рассеивающая) и от расстояния $\text{d}$ от предмета до линзы. Эти зависимости можно проанализировать с помощью формулы тонкой линзы:

$\frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F}$

где $\text{d}$ – расстояние от предмета до линзы, $\text{f}$ – расстояние от линзы до изображения, $\text{F}$ – фокусное расстояние линзы. По знаку фокусного расстояния различают собирающие линзы ($F > 0$) и рассеивающие линзы ($F < 0$).

Характеристики изображения (прямое/перевёрнутое, увеличенное/уменьшенное) определяются линейным увеличением $\Gamma$:

$\Gamma = -\frac{f}{d}$

Изображение является:

• действительным, если $f > 0$ (находится по другую сторону от линзы);

• мнимым, если $f < 0$ (находится с той же стороны, что и предмет);

• перевёрнутым, если $\Gamma < 0$;

• прямым, если $\Gamma > 0$;

• увеличенным, если $|\Gamma| > 1$;

• уменьшенным, если $|\Gamma| < 1$;

• равным по размеру, если $|\Gamma| = 1$.

Собирающая линза ($F > 0$)

Для собирающей линзы вид и положение изображения зависят от положения предмета относительно фокуса ($\text{F}$) и двойного фокуса ($\text{2F}$).

1. Предмет находится за двойным фокусным расстоянием ($d > 2F$). Изображение находится на расстоянии $F < f < 2F$ от линзы. Оно является действительным, перевёрнутым и уменьшенным.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, уменьшенное, расположено между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы.

2. Предмет находится в двойном фокусе ($d = 2F$). Изображение формируется на расстоянии $f = 2F$ от линзы. Оно является действительным, перевёрнутым и равным по размеру предмету.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, равное по размеру, расположено на двойном фокусном расстоянии с другой стороны линзы.

3. Предмет находится между фокусом и двойным фокусом ($F < d < 2F$). Изображение формируется на расстоянии $f > 2F$ от линзы. Оно является действительным, перевёрнутым и увеличенным.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, увеличенное, расположено за двойным фокусом с другой стороны линзы.

4. Предмет находится в фокусе ($d = F$). Лучи, выходящие из линзы, идут параллельным пучком. Изображение не формируется (или говорят, что оно находится в бесконечности).

Ответ: Изображение не формируется (уходит в бесконечность).

5. Предмет находится между линзой и фокусом ($d < F$). В этом случае линза работает как лупа. Изображение является мнимым ($f < 0$), прямым и увеличенным. Оно находится с той же стороны от линзы, что и сам предмет.

Ответ: Изображение мнимое, прямое, увеличенное, расположено с той же стороны от линзы, что и предмет.

Рассеивающая линза ($F < 0$)

Рассеивающая линза, независимо от положения предмета, всегда формирует изображение с одинаковыми характеристиками. Для любого расстояния $d > 0$ изображение будет мнимым ($f < 0$), прямым ($\Gamma > 0$) и уменьшенным ($|\Gamma| < 1$). Оно всегда расположено с той же стороны от линзы, что и предмет, между линзой и её мнимым фокусом.

Ответ: При любом положении предмета рассеивающая линза даёт мнимое, прямое, уменьшенное изображение, расположенное с той же стороны от линзы, что и предмет.