Номер 16, страница 50, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 8. Оптика. Параграф 48. Построение изображений, создаваемых тонкими собирающими линзами - номер 16, страница 50.

Условие.

16*. На рис. 64 показана главная оптическая ось $\text{AB}$ тонкой собирающей линзы и один из её главных фокусов $\text{F}$, а также стрелка $\text{CD}$. Постройте изображение этой стрелки.

a

$\text{A}$, $\text{F}$, $\text{B}$, $\text{C}$, $\text{D}$

б

$\text{A}$, $\text{F}$, $\text{B}$, $\text{C}$, $\text{D}$

Puc. 64

Решение.

a

Для построения изображения стрелки $CD$ в собирающей линзе необходимо построить изображения её крайних точек: начала (точка $C$) и конца (точка $D$). Изображение стрелки будет отрезок, соединяющий полученные изображения точек.

Для построения изображения каждой точки используем два «удобных» луча:
1. Луч, идущий параллельно главной оптической оси $AB$. После преломления в линзе он пройдёт через её задний главный фокус $F'$. Задний фокус $F'$ находится симметрично переднему фокусу $F$ относительно линзы.
2. Луч, проходящий через оптический центр линзы $O$. Этот луч не преломляется и не меняет своего направления.

Построение изображения точки C:
- Проводим из точки $C$ луч 1, параллельный оси $AB$, до пересечения с линзой. После преломления луч пойдёт через задний фокус $F'$.
- Проводим из точки $C$ луч 2 через оптический центр $O$.
- За линзой эти два луча расходятся. Чтобы найти изображение, необходимо продолжить их в обратном направлении (влево от линзы). Точка пересечения этих продолжений даст нам мнимое изображение $C'$.

Построение изображения точки D:
- Аналогично, проводим из точки $D$ луч, параллельный оси $AB$. После преломления он пройдёт через фокус $F'$.
- Проводим второй луч из точки $D$ через оптический центр $O$.
- Продолжения этих расходящихся лучей в обратную сторону пересекутся в точке $D'$, которая является мнимым изображением точки $D$.

Соединив точки $C'$ и $D'$, получим изображение стрелки $C'D'$. Так как объект находится между фокусом и линзой, его изображение получается мнимым, прямым и увеличенным.

Ниже представлено графическое построение:

Ответ: Изображение $C'D'$ является мнимым, прямым (неперевёрнутым) и увеличенным. Оно расположено с той же стороны от линзы, что и предмет.

b

В этом случае стрелка $CD$ расположена за передним фокусом линзы (который находится слева от линзы на том же расстоянии, что и задний фокус $F$). Принцип построения остаётся тем же: строим изображения точек $C$ и $D$ с помощью двух удобных лучей.

Построение изображения точки C:
- Проводим из точки $C$ луч 1, параллельный главной оптической оси $AB$. После преломления в линзе этот луч пройдёт через задний фокус $F$ (указан на рисунке справа).
- Проводим из точки $C$ луч 2 через оптический центр линзы $O$. Этот луч не меняет своего направления.
- Два преломлённых луча пересекутся за линзой. Точка их пересечения является действительным изображением $C'$.

Построение изображения точки D:
- Аналогично, проводим из точки $D$ луч, параллельный оси $AB$. После преломления он пройдёт через фокус $F$.
- Проводим второй луч из точки $D$ через оптический центр $O$.
- Точка пересечения этих преломлённых лучей даст нам действительное изображение $D'$.

Соединив точки $C'$ и $D'$, получим изображение стрелки $C'D'$. Так как объект находится за фокусом, его изображение получается действительным, перевёрнутым и, в зависимости от расположения, может быть увеличенным, уменьшенным или равным по величине. В данном случае, судя по рисунку, изображение будет увеличенным.

Ниже представлено графическое построение:

Ответ: Изображение $C'D'$ является действительным, перевёрнутым и увеличенным. Оно расположено с противоположной стороны от линзы.