Номер 7, страница 42, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 47. Тонкие линзы - номер 7, страница 42.

Условие.

7. На рис. 44 показан ход падающих на тонкую рассеивающую линзу двух лучей одинакового цвета, параллельных главной оптической оси линзы. Луч $\text{1}$ после преломления в линзе получил направление $1'$. Постройте ход луча $\text{2}$ после преломления в линзе и ход луча $\text{3}$, который после преломления в линзе получил направление $3'$. Изобразите фокальную плоскость линзы пунктиром.

Рис. 44

Решение.

Решение

Для решения задачи воспользуемся основными правилами построения изображений в тонких линзах.

1. Изображение фокальной плоскости линзы

По определению, лучи, падающие на рассеивающую линзу параллельно главной оптической оси, после преломления расходятся так, как будто они вышли из одной точки на главной оптической оси. Эта точка называется главным фокусом линзы и обозначается буквой $F$.

В задаче луч 1 падает на линзу параллельно главной оптической оси. Следовательно, его продолжение в обратную сторону после преломления (продолжение луча 1') должно пересечь главную оптическую ось в главном фокусе $F$.

Для нахождения фокуса мысленно или на чертеже продлеваем преломленный луч 1' в сторону, противоположную его распространению, до пересечения с главной оптической осью. Точка их пересечения и есть главный фокус $F$ линзы.

Фокальная плоскость — это плоскость, перпендикулярная главной оптической оси и проходящая через главный фокус $F$. Изображаем ее в виде вертикальной пунктирной линии, проходящей через найденную точку $F$.

Ответ: Фокальная плоскость представляет собой вертикальную пунктирную линию, которая проходит через точку пересечения продолжения преломленного луча 1' с главной оптической осью.

2. Построение хода луча 2 после преломления в линзе

Луч 2, согласно условию, также падает на линзу параллельно главной оптической оси. Следовательно, к нему применимо то же правило, что и для луча 1: после преломления он пойдет так, что его мнимое продолжение в обратную сторону пройдет через главный фокус $F$, найденный в предыдущем пункте.

Для построения хода преломленного луча 2' необходимо:
1. Соединить точку падения луча 2 на линзу с главным фокусом $F$ прямой линией (можно пунктирной).
2. От точки падения луча 2 на линзу провести преломленный луч так, чтобы он лежал на этой прямой.

Ответ: Преломленный луч 2 выходит из точки падения луча 2 на линзу в таком направлении, что его продолжение в обратную сторону проходит через главный фокус линзы $F$.

3. Построение хода луча 3

Для построения падающего луча 3, зная его преломленный ход 3', используется свойство фокальной плоскости. Лучи, падающие на линзу параллельным пучком под некоторым углом к главной оптической оси, после преломления в рассеивающей линзе расходятся так, будто вышли из одной точки, лежащей в фокальной плоскости. Эта точка называется побочным фокусом ($F_s$).

Построение выполняется в обратном порядке:
1. Продлеваем преломленный луч 3' в обратную сторону до его пересечения с фокальной плоскостью, построенной в первом пункте. Точка их пересечения является побочным фокусом $F_s$ для этого луча.
2. Проводим побочную оптическую ось — прямую линию, соединяющую оптический центр линзы $O$ (точка пересечения линзы с главной оптической осью) и найденный побочный фокус $F_s$.
3. Падающий луч 3 должен быть параллелен этой побочной оптической оси $OF_s$ и падать в ту же точку на линзе, из которой выходит преломленный луч 3'.

Ответ: Падающий луч 3 — это луч, направленный параллельно прямой, которая соединяет оптический центр линзы $O$ с точкой пересечения продолжения преломленного луча 3' и фокальной плоскости.