Номер 2, страница 107, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 9. Геометрическая оптика. Параграф 88. Оптические приборы. Повторим изученное - номер 2, страница 107.

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 ($\text{d}$) в сравнении с её фокусным расстоянием ($\text{F}$). Эти зависимости описываются формулой тонкой линзы:

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

где $\text{f}$ – расстояние от линзы до изображения. Увеличение линзы $\Gamma$ показывает, во сколько раз изображение больше или меньше предмета, и определяется как:

$\Gamma = \frac{H}{h} = -\frac{f}{d}$

где $\text{H}$ – высота изображения, а $\text{h}$ – высота предмета.

Собирающая линза ($F > 0$)

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

1. Предмет находится за двойным фокусом ($d > 2F$). Изображение будет:
- Действительным (лучи реально пересекаются за линзой)
- Перевернутым
- Уменьшенным
- Расположено между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы ($F < f < 2F$).

2. Предмет находится в двойном фокусе ($d = 2F$). Изображение будет:
- Действительным
- Перевернутым
- Равным по величине предмету ($|\Gamma| = 1$)
- Расположено в двойном фокусе с другой стороны линзы ($f = 2F$).

3. Предмет находится между фокусом и двойным фокусом ($F < d < 2F$). Изображение будет:
- Действительным
- Перевернутым
- Увеличенным
- Расположено за двойным фокусом с другой стороны линзы ($f > 2F$).

4. Предмет находится в фокусе ($d = F$). Лучи, вышедшие из предмета, после преломления в линзе становятся параллельными. Изображение не формируется (или говорят, что оно находится в бесконечности).

5. Предмет находится между линзой и фокусом ($d < F$). Изображение будет:
- Мнимым (лучи не пересекаются, пересекаются их продолжения)
- Прямым (неперевернутым)
- Увеличенным
- Расположено с той же стороны от линзы, что и предмет, но дальше от линзы, чем предмет ($|f| > d$). Этот случай используется в лупах.

Рассеивающая линза ($F < 0$)

Рассеивающая линза всегда дает изображение с одинаковыми характеристиками, независимо от положения предмета. Оно будет:
- Мнимым (образуется продолжениями расходящихся лучей)
- Прямым
- Уменьшенным
- Расположено с той же стороны от линзы, что и предмет, между линзой и её мнимым фокусом ($|f| < |F|$).

Ответ:

Вид и положение изображения зависят от типа линзы и расстояния от предмета до линзы.
В собирающей линзе:
- Если предмет находится дальше фокусного расстояния ($d > F$), изображение действительное и перевернутое. Его размер и положение меняются: при удалении предмета от линзы ($\text{d}$ увеличивается) изображение приближается к фокусу ($\text{f}$ уменьшается) и уменьшается в размере.
- Если предмет находится ближе фокусного расстояния ($d < F$), изображение мнимое, прямое и увеличенное, расположенное с той же стороны, что и предмет.
В рассеивающей линзе:
- Изображение всегда мнимое, прямое и уменьшенное, расположенное с той же стороны, что и предмет. При удалении предмета от линзы его мнимое изображение приближается к мнимому фокусу и также уменьшается в размере.