Номер 54, страница 246 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин, Иванов

54. Рассеивающая тонкая линза даёт изображение предмета. Как изменится изображение, если половину линзы закрыть непрозрачным экраном?

Решение

Изображение предмета, создаваемое линзой, формируется в результате преломления лучей, исходящих от каждой точки предмета и проходящих через различные участки линзы. Каждый участок линзы вносит свой вклад в создание полного изображения. Это означает, что даже через небольшую часть линзы проходят лучи от всех точек предмета, и эти лучи (или их продолжения) собираются, чтобы сформировать полное изображение.

Рассеивающая линза всегда создает мнимое, прямое и уменьшенное изображение предмета, расположенное с той же стороны от линзы, что и сам предмет. Положение и размер изображения определяются фокусным расстоянием линзы $F$ и расстоянием от предмета до линзы $d$. Эти параметры связаны формулой тонкой линзы: $$\frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F}$$ где $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — расстояние от линзы до изображения. Для рассеивающей линзы фокусное расстояние $F$ является отрицательной величиной.

Когда половину линзы закрывают непрозрачным экраном, это не изменяет ни фокусное расстояние линзы (которое определяется кривизной ее поверхностей и показателем преломления материала), ни положение предмета. Оставшаяся открытой половина линзы продолжает функционировать как линза с тем же фокусным расстоянием. Лучи, проходящие через незакрытую часть, будут преломляться точно так же, как и раньше, и их продолжения пересекутся в тех же точках пространства. Следовательно, положение, форма и размер изображения останутся неизменными.

Однако, закрывая половину линзы, мы уменьшаем общую площадь, через которую проходит свет от предмета. Это означает, что в формировании каждой точки изображения будет участвовать меньшее количество световых лучей. Яркость изображения напрямую зависит от количества света, которое его формирует. Поскольку световой поток, проходящий через линзу, уменьшится примерно вдвое, изображение станет значительно тусклее (менее ярким).

Ответ: Положение, размер и ориентация изображения не изменятся. Изображение останется полным, но его яркость уменьшится.