Номер 2, страница 101, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 87. Глаз как оптическая система. Повторим изученное - номер 2, страница 101.

Условие.

• Как вид изображения и его положение зависят от взаимного расположения предмета и линзы?

Решение.

Вид и положение изображения, создаваемого линзой, полностью определяются типом линзы (собирающая или рассеивающая) и расстоянием от предмета до оптического центра линзы ($\text{d}$) по сравнению с её фокусным расстоянием ($\text{F}$). Для анализа используется формула тонкой линзы:

$\frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F}$

где $\text{d}$ — расстояние от предмета до линзы, $\text{f}$ — расстояние от линзы до изображения, $\text{F}$ — фокусное расстояние линзы.

Рассмотрим два основных типа линз.

1. Собирающая линза ($F > 0$)

Для собирающей линзы характер изображения меняется в зависимости от положения предмета.

а) Предмет находится за двойным фокусом ($d > 2F$)
Изображение будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным. Оно будет расположено между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы ($F < f < 2F$).
Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, уменьшенное, находится между $\text{F}$ и $2F$ по другую сторону от линзы.

б) Предмет находится в двойном фокусе ($d = 2F$)
Изображение будет действительным, перевёрнутым и равным по размеру предмету. Оно будет расположено в двойном фокусе с другой стороны линзы ($f = 2F$).
Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, равное по размеру, находится в $2F$ по другую сторону от линзы.

в) Предмет находится между фокусом и двойным фокусом ($F < d < 2F$)
Изображение будет действительным, перевёрнутым и увеличенным. Оно будет расположено за двойным фокусом с другой стороны линзы ($f > 2F$).
Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, увеличенное, находится за $2F$ по другую сторону от линзы.

г) Предмет находится в фокусе ($d = F$)
Лучи, выходящие из линзы, идут параллельным пучком. Изображение не формируется (считается, что оно находится в бесконечности).
Ответ: Изображение не формируется (лучи после линзы параллельны).

д) Предмет находится между линзой и фокусом ($d < F$)
В этом случае линза работает как лупа. Изображение будет мнимым, прямым и увеличенным. Оно будет расположено с той же стороны от линзы, что и предмет, и дальше от линзы, чем сам предмет ($|f| > d$).
Ответ: Изображение мнимое, прямое, увеличенное, находится с той же стороны, что и предмет.

2. Рассеивающая линза ($F < 0$)

Рассеивающая линза всегда, независимо от положения предмета, даёт один и тот же тип изображения.
Изображение всегда будет мнимым, прямым и уменьшенным. Оно всегда расположено между линзой и мнимым фокусом, с той же стороны от линзы, что и предмет.
Ответ: При любом расположении предмета изображение, даваемое рассеивающей линзой, является мнимым, прямым и уменьшенным, и находится с той же стороны от линзы, что и предмет.