Задания для развития, страница 214 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

• Подумайте, почему предметы необходимо помещать между фокусом и двойным фокусом? Подтвердите свои соображения графическим решением.

Предметы необходимо помещать между фокусом ($F$) и двойным фокусом ($2F$) собирающей линзы в тех случаях, когда требуется получить действительное, перевёрнутое и увеличенное изображение.

Рассмотрим, какие изображения получаются при других положениях предмета:

• Если предмет находится за двойным фокусом ($d > 2F$), изображение будет действительным, перевёрнутым, но уменьшенным.
• Если предмет находится в двойном фокусе ($d = 2F$), изображение будет действительным, перевёрнутым и равным по размеру предмету.
• Если предмет находится между фокусом и линзой ($d < F$), изображение будет мнимым, прямым и увеличенным.

Таким образом, только расположение предмета в интервале от $F$ до $2F$ позволяет получить изображение, которое одновременно является и действительным (его можно спроецировать на экран), и увеличенным. Это свойство используется в таких оптических приборах, как проекторы (для проецирования увеличенного изображения слайда на экран) и объективы микроскопов (для создания увеличенного промежуточного изображения объекта).

Графическое решение:

Подтвердим это построением хода лучей для собирающей линзы. Поместим предмет (стрелка AB) между фокусом F и двойным фокусом 2F. Для построения изображения A'B' используем два стандартных луча, выходящих из точки A:

1. Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в линзе пройдёт через её задний фокус F'.
2. Луч, проходящий через оптический центр линзы O, не меняет своего направления.

Точка A', где эти два луча пересекутся после преломления, и будет изображением точки A.

Как видно из построения, изображение A'B' получилось:

• Действительным (образовано пересечением самих преломлённых лучей, а не их продолжений).
• Перевёрнутым (направлено в противоположную сторону относительно главной оптической оси).
• Увеличенным (его размер больше размера предмета).
• Расположенным за двойным фокусом ($d_{из} > 2F$).

Ответ: Предметы помещают между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы для получения действительного, перевёрнутого и увеличенного изображения, что необходимо, например, в проекционных аппаратах. Графическое построение хода лучей подтверждает, что при таком расположении предмета изображение обладает именно этими характеристиками.