Номер 5, страница 206 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

*5. На рисунке 40.16 дан луч, прошедший сквозь линзу с фокусным расстоянием $\text{F}$. Постройте ход луча до линзы.

Рис. 40.16

*5. Дано:

На рисунке 40.16 показана тонкая собирающая линза, ее главная оптическая ось, задний главный фокус F и луч света, прошедший через линзу. Фокусное расстояние линзы равно F.

Найти:

Построить ход луча до линзы.

Решение:

Для построения хода падающего луча воспользуемся свойством побочного фокуса тонкой собирающей линзы. Свойство заключается в том, что все параллельные лучи, падающие на линзу под некоторым углом к главной оптической оси, после преломления в линзе собираются в одной точке, расположенной в фокальной плоскости. Эта точка называется побочным фокусом.

Используя принцип обратимости световых лучей, мы можем применить это свойство для решения нашей задачи. Если лучи, выходящие из побочного фокуса, попадают на линзу, то после преломления они образуют параллельный пучок света. В нашем случае дан преломленный луч. Его продолжение в обратную сторону должно пересечь фокальную плоскость в точке, которая является побочным фокусом для соответствующего падающего луча.

Построение выполняется в следующей последовательности:

1. Проведем через задний главный фокус F фокальную плоскость (вертикальную линию, перпендикулярную главной оптической оси).
2. Продолжим преломленный луч в обратном направлении (в сторону линзы) до его пересечения с фокальной плоскостью. Точку пересечения обозначим S. Эта точка является побочным фокусом.
3. Соединим побочный фокус S с оптическим центром линзы O. Прямая OS является побочной оптической осью.
4. Согласно свойству линзы, падающий луч, который после преломления проходит через побочный фокус S, должен быть параллелен побочной оптической оси OS.
5. Обозначим точку, в которой преломленный луч выходит из линзы, как P. Через точку P проведем прямую, параллельную побочной оптической оси OS. Эта прямая, направленная к линзе, и есть искомый падающий луч.

Графическое построение показано на рисунке ниже.

Ответ:

Ход луча до линзы построен на рисунке выше (красная линия со стрелкой, направленной к линзе). Падающий луч параллелен побочной оптической оси, проходящей через оптический центр линзы O и точку S, где продолжение преломленного луча пересекает заднюю фокальную плоскость.