Номер 5.26, страница 29 - гдз по физике 9 класс задачник Артеменков, Ломаченков

V. Геометрическая оптика - номер 5.26, страница 29.

Условие.

5.26 Постройте изображения предметов, показанных на рисунке 21.

Рис. 21

Решение.

Рисунок 1 (верхний левый)

Предмет AB расположен перед собирающей линзой между фокусом F и оптическим центром O ($d < F$). Для построения его изображения A'B' используем два стандартных луча, исходящих из точки B:

1. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через её задний фокус.

2. Луч, проходящий через оптический центр линзы, не изменяет своего направления.

За линзой эти два луча расходятся. Чтобы найти изображение, их необходимо продлить в обратную сторону (влево от линзы). Точка пересечения продолжений лучей B' и будет мнимым изображением точки B. Опустив перпендикуляр из B' на главную оптическую ось, получим изображение A' предмета A.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, увеличенное. Оно находится с той же стороны от линзы, что и предмет.

Рисунок 2 (верхний правый)

Предмет AB расположен перед рассеивающей линзой. Для построения его изображения A'B' используем два стандартных луча, исходящих из точки B:

1. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе отклоняется так, что его продолжение в обратную сторону проходит через передний фокус F линзы.

2. Луч, проходящий через оптический центр линзы, не изменяет своего направления.

Изображение точки B' находится на пересечении второго луча и продолжения первого. Опустив перпендикуляр из B' на главную оптическую ось, получим изображение A' предмета A.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, уменьшенное. Оно всегда находится между фокусом и линзой, с той же стороны, что и предмет.

Рисунок 3 (второй ряд, левый)

Предмет AB расположен перед собирающей линзой между фокусом F и оптическим центром O ($d < F$). Построение аналогично первому рисунку:

1. Проводим луч из точки B параллельно главной оптической оси. После линзы он преломляется и проходит через задний фокус.

2. Проводим второй луч из точки B через оптический центр. Он идет без преломления.

Преломленные лучи за линзой расходятся. Их продолжения в обратную сторону пересекутся и дадут мнимое изображение B'. Изображение A' будет лежать на главной оптической оси под точкой B'.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, увеличенное.

Рисунок 4 (второй ряд, правый)

Предмет AB расположен перед рассеивающей линзой. Построение аналогично второму рисунку:

1. Проводим луч из точки B параллельно главной оптической оси. В линзе он преломляется и расходится, а его мнимое продолжение проходит через передний фокус F.

2. Проводим второй луч из точки B через оптический центр, который не преломляется.

Точка пересечения мнимого продолжения первого луча и второго луча дает нам мнимое изображение B'. Изображение A' находится на главной оптической оси под точкой B'.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, уменьшенное.

Рисунок 5 (третий ряд, левый)

Предмет AB расположен перед собирающей линзой между фокусом F и двойным фокусом 2F ($F < d < 2F$). Для построения изображения:

1. Проводим луч из точки B параллельно главной оптической оси. После преломления в линзе он пройдет через задний фокус.

2. Проводим второй луч из точки B через оптический центр линзы. Он не меняет своего направления.

Лучи пересекутся за линзой в точке B', которая является действительным изображением точки B. Перпендикуляр из B' на главную оптическую ось даст точку A'.

Ответ: Изображение A'B' действительное, перевёрнутое, увеличенное. Оно находится за двойным фокусом с другой стороны линзы ($d' > 2F'$).

Рисунок 6 (третий ряд, правый)

Предмет AB расположен перед рассеивающей линзой. Как и в других случаях с рассеивающей линзой, изображение строится с помощью двух лучей:

1. Луч из B, параллельный главной оптической оси, после преломления идет так, будто вышел из переднего фокуса F.

2. Луч из B, проходящий через оптический центр, идет прямо.

Пересечение продолжения первого луча и второго луча дает мнимое изображение B'.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, уменьшенное.

Рисунок 7 (нижний левый)

Предмет AB расположен перед собирающей линзой в точке двойного фокуса ($d = 2F$). Построение изображения:

1. Луч из B, параллельный главной оптической оси, после линзы проходит через задний фокус.

2. Луч из B, проходящий через оптический центр, не преломляется.

Точка пересечения этих лучей B' будет находиться на расстоянии двойного фокуса с другой стороны линзы.

Ответ: Изображение A'B' действительное, перевёрнутое, равное по размеру предмету. Оно находится в двойном фокусе с другой стороны линзы ($d' = 2F'$).

Рисунок 8 (нижний правый)

Предмет AB расположен перед рассеивающей линзой за ее двойным фокусом ($d > |2F|$). Построение не зависит от положения предмета и аналогично предыдущим случаям с рассеивающей линзой:

1. Луч из B, параллельный главной оптической оси, преломляясь, расходится, а его продолжение проходит через передний фокус F.

2. Луч из B, проходящий через оптический центр, не меняет направления.

Мнимое изображение B' находится на пересечении продолжения первого луча и второго луча.

Ответ: Изображение A'B' мнимое, прямое, уменьшенное.