Задача 33.1, страница 149 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Задача 33.1. На рисунке 33.11 показано расположение трёх точек $S_1$, $S_2$ и $S_3$ перед собирающей линзой. Используя замечательные лучи, найдите геометрическим построением положение изображения каждой из этих точек.

Рис. 33.11

Для построения изображения точки, создаваемого собирающей линзой, необходимо использовать как минимум два из трех "замечательных" лучей, выходящих из этой точки. Изображение точки будет находиться в месте пересечения этих лучей (или их продолжений) после прохождения через линзу.

Три замечательных луча:

1. Луч, проходящий через оптический центр линзы O, не преломляется и не меняет своего направления.

2. Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через её главный фокус F, расположенный за линзой.

3. Луч, проходящий через главный фокус F перед линзой, после преломления в линзе распространяется параллельно главной оптической оси.

На рисунке ниже показано построение изображений для всех трех точек.

S₁

Точка S₁ находится за двойным фокусным расстоянием от линзы ($d > 2F$). Для построения её изображения S'₁ проведём два луча:

1. Зелёный луч из точки S₁ через оптический центр O. Он проходит через линзу, не меняя направления.

2. Второй зелёный луч из точки S₁ параллельно главной оптической оси. После преломления в линзе он пройдёт через задний главный фокус F.

Лучи пересекаются за линзой в точке S'₁.

Ответ: Изображение S'₁ точки S₁ является действительным (т.к. образовано пересечением самих преломлённых лучей), перевёрнутым (расположено с противоположной стороны от главной оптической оси) и уменьшенным. Оно находится между фокусом и двойным фокусом ($F < f < 2F$) за линзой.

S₂

Точка S₂ находится между фокусом и двойным фокусным расстоянием ($F < d < 2F$). Для построения её изображения S'₂ проведём два луча:

1. Фиолетовый луч из точки S₂ через оптический центр O. Он не преломляется.

2. Второй фиолетовый луч из точки S₂ параллельно главной оптической оси. После преломления он пройдёт через задний фокус F.

Лучи пересекаются за линзой в точке S'₂.

Ответ: Изображение S'₂ точки S₂ является действительным, перевёрнутым и увеличенным. Оно находится за двойным фокусным расстоянием ($f > 2F$) за линзой.

S₃

Точка S₃ находится между фокусом и оптическим центром линзы ($d < F$). Для построения её изображения S'₃ проведём два луча:

1. Красный луч из точки S₃ через оптический центр O. Он не меняет своего направления.

2. Второй красный луч из точки S₃ параллельно главной оптической оси. После преломления он пройдёт через задний фокус F.

После прохождения через линзу эти два луча становятся расходящимися и не пересекаются. Однако, если продлить их в обратном направлении (в сторону, откуда пришли лучи), их продолжения пересекутся в точке S'₃. На рисунке продолжения лучей показаны пунктирными линиями.

Ответ: Изображение S'₃ точки S₃ является мнимым (т.к. образовано пересечением продолжений лучей), прямым (расположено с той же стороны от главной оптической оси, что и предмет) и увеличенным. Оно находится с той же стороны от линзы, что и сама точка S₃.