Номер 4, страница 289 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 47. Топкие линзы. Упражнения - номер 4, страница 289.

Условие.

4. Точечный источник света поместили в один из главных фокусов собирающей тонкой линзы. Нарисуйте ход лучей через линзу от этого источника.

Решение.

Решение

Согласно определению главного фокуса собирающей линзы, лучи, идущие параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе собираются в её главном фокусе. В силу принципа обратимости световых лучей, справедливо и обратное утверждение: если точечный источник света поместить в главный фокус собирающей линзы, то лучи, вышедшие из этого источника, после преломления в линзе будут распространяться в виде пучка, параллельного главной оптической оси.

Этот вывод можно также подтвердить с помощью формулы тонкой линзы: $ \frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $ где $\text{d}$ – расстояние от источника (предмета) до линзы, $\text{f}$ – расстояние от линзы до изображения, а $\text{F}$ – фокусное расстояние линзы.

По условию задачи, источник света находится в главном фокусе, следовательно, расстояние от источника до линзы равно фокусному расстоянию: $d = F$. Подставим это значение в формулу: $ \frac{1}{F} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $

Из этого уравнения следует, что $ \frac{1}{f} = 0 $, что возможно только если $f = \infty$. Изображение, находящееся на бесконечном расстоянии, означает, что лучи после преломления в линзе идут параллельным пучком.

Описание построения хода лучей:
1. Чертится главная оптическая ось (горизонтальная прямая).
2. Перпендикулярно ей изображается тонкая собирающая линза (вертикальный отрезок со стрелками на концах, направленными от центра). Точка пересечения оси и линзы — оптический центр O.
3. На главной оптической оси по обе стороны от линзы отмечаются главные фокусы (передний F и задний F') на одинаковом (фокусном) расстоянии от оптического центра.
4. Точечный источник света S помещается в передний главный фокус F.
5. Из точки S чертятся несколько расходящихся лучей, падающих на линзу в разных точках. Например, один луч направлен вдоль главной оптической оси, а другие — под разными углами к ней.
6. После прохождения через линзу все эти лучи преломляются и выходят параллельно главной оптической оси.

Таким образом, расходящийся пучок лучей от источника, расположенного в фокусе, превращается собирающей линзой в параллельный пучок света.

Ответ: Лучи от точечного источника света, помещенного в главный фокус собирающей тонкой линзы, после прохождения через линзу образуют пучок света, параллельный главной оптической оси.