Номер 19.1, страница 115 - гдз по физике 8-11 класс учебник, задачник Гельфгат, Генденштейн

Задачи. Оптика. 19. Оптические системы и приборы - номер 19.1, страница 115.

Условие.

19.1. На каждом из рисунков а, б, в показана главная оптическая ось тонкой линзы $\text{MN}$, светящаяся точка $\text{A}$ и ее изображение $A_1$. Найдите построение, где находятся оптический центр $\text{O}$ линзы и ее фокусы $\text{F}$. Определите также тип линзы (собирающая или рассеивающая) и тип изображения (действительное или мнимое).

Рис. б

Решение.

Решение 2.

Рис. а

1. Для нахождения оптического центра линзы O воспользуемся свойством луча, проходящего через него без преломления. Такой луч соединяет светящуюся точку (предмет) A и ее изображение A₁. Проведем прямую через точки A и A₁. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью MN и будет оптическим центром O.

2. Плоскость тонкой линзы перпендикулярна главной оптической оси и проходит через ее оптический центр O.

3. Для нахождения фокуса F линзы воспользуемся свойством луча, идущего параллельно главной оптической оси. Проведем из точки A луч, параллельный оси MN, до его пересечения с плоскостью линзы в некоторой точке P. После преломления в линзе этот луч должен пройти через точку изображения A₁. Соединим точки P и A₁.

4. Точка пересечения преломленного луча PA₁ с главной оптической осью MN является главным фокусом линзы F.

5. Так как лучи, вышедшие из точки A, после прохождения линзы пересекаются, образуя изображение, линза является собирающей.

6. Изображение A₁ образовано пересечением реальных световых лучей, поэтому оно является действительным.

Ответ: Линза — собирающая, изображение — действительное. Оптический центр O и фокус F определяются построением, описанным выше.

Рис. б

1. Аналогично предыдущему случаю, проведем прямую через точку A и ее изображение A₁. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью MN является оптическим центром линзы O.

2. Плоскость линзы перпендикулярна оси MN и проходит через точку O. Заметим, что предмет A и его изображение A₁ находятся по одну сторону от линзы.

3. Для нахождения фокуса F проведем из точки A луч, параллельный главной оптической оси MN, до пересечения с плоскостью линзы в точке P. Поскольку изображение A₁ мнимое, оно образуется на пересечении продолжений преломленных лучей. Это значит, что преломленный луч, выходящий из точки P, должен идти так, чтобы его продолжение в обратную сторону проходило через точку A₁.

4. Проведем прямую через точки A₁ и P. Эта прямая задает направление преломленного луча. Точка пересечения продолжения этого луча (прямой A₁P) с главной оптической осью MN является фокусом линзы F.

5. Так как луч, параллельный главной оптической оси, после прохождения через линзу отклоняется от оси так, что его продолжение проходит через фокус F, линза является рассеивающей.

6. Изображение A₁ образовано пересечением продолжений преломленных лучей (луча, проходящего через оптический центр, и луча, параллельного главной оптической оси), поэтому оно является мнимым.

Ответ: Линза — рассеивающая, изображение — мнимое. Оптический центр O и фокус F определяются построением, описанным выше.