Номер 9, страница 104 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

IX. Геометрическая оптика. Смотрим и думаем - номер 9, страница 104.

Условие.

9. Какая из линз находится в каждом из ящиков?

Решение.

Для определения типа линзы в каждом ящике необходимо проанализировать, как она изменяет направление параллельного пучка световых лучей. Существует два основных типа линз:

1. Собирающие (выпуклые) линзы: они толще в центре, чем по краям. Параллельные лучи света, проходя через такую линзу, преломляются и сходятся в одной точке, называемой фокусом.
2. Рассеивающие (вогнутые) линзы: они тоньше в центре, чем по краям. Параллельные лучи света после прохождения через такую линзу расходятся так, как будто они вышли из одной точки перед линзой (мнимого фокуса).

Оптическая сила линзы $\text{D}$ определяет, насколько сильно линза преломляет свет, и обратно пропорциональна фокусному расстоянию $\text{f}$: $D = 1/f$. Чем больше кривизна поверхностей линзы (чем она толще для собирающей или более вогнута для рассеивающей), тем больше её оптическая сила и короче фокусное расстояние.

Проанализируем линзы, изображенные внизу (слева направо):

• Линза 1: Тонкая двояковыпуклая (собирающая). Обладает относительно малой оптической силой.
• Линза 2: Толстая двояковыпуклая (собирающая). Обладает большей оптической силой, чем первая линза.
• Линза 3: Сильно вогнутая двояковогнутая (рассеивающая). Обладает большой по модулю оптической силой.
• Линза 4: Менее вогнутая двояковогнутая (рассеивающая). Обладает меньшей по модулю оптической силой, чем третья линза.

Теперь сопоставим каждый ящик с соответствующей линзой.

Первый ящик (крайний слева)

В этом ящике параллельные лучи собираются в фокусе. Следовательно, в ящике находится собирающая линза. Лучи сходятся достаточно близко к линзе, что указывает на короткое фокусное расстояние и, соответственно, большую оптическую силу. Такой характеристике соответствует вторая линза (толстая двояковыпуклая).

Ответ: В первом ящике находится вторая линза (толстая двояковыпуклая).

Второй ящик

Здесь лучи также сходятся, значит, это тоже собирающая линза. Однако точка фокуса находится дальше от линзы, чем в первом случае. Это говорит о большем фокусном расстоянии и меньшей оптической силе. Такой линзой является первая (тонкая двояковыпуклая).

Ответ: Во втором ящике находится первая линза (тонкая двояковыпуклая).

Третий ящик

В этом ящике параллельные лучи становятся расходящимися. Это свойство рассеивающей линзы. Лучи расходятся сильно, что указывает на короткое по модулю фокусное расстояние и большую по модулю оптическую силу. Этому описанию соответствует третья линза (сильно вогнутая двояковогнутая).

Ответ: В третьем ящике находится третья линза (сильно вогнутая двояковогнутая).

Четвертый ящик (крайний справа)

Здесь лучи тоже расходятся, но слабее, чем в третьем ящике. Это означает, что линза имеет большее по модулю фокусное расстояние и меньшую по модулю оптическую силу. Такой характеристикой обладает четвертая линза (менее вогнутая двояковогнутая).

Ответ: В четвертом ящике находится четвертая линза (менее вогнутая двояковогнутая).