Номер 1, страница 295 - гдз по физике 9 класс учебник Грачев, Погожев

Глава 8. Оптика. Параграф 48. Построение изображений, создаваемых тонкими собирающими линзами. Вопросы - номер 1, страница 295.

Условие.

1. Какой вид имеет изображение точки, получаемое с помощью собирающей линзы?

Решение.

1. В рамках модели идеальной тонкой линзы, используемой в геометрической оптике, изображение точечного источника света также является точкой. Если лучи, вышедшие из точки-объекта, после преломления в линзе пересекаются в одной точке, то изображение называется действительным. Если же в одной точке пересекаются их продолжения (проведенные в обратную сторону), то изображение мнимое.

Однако в реальности изображение точки не является математической точкой из-за двух основных физических явлений:

1. Дифракция света. Из-за волновой природы света, при прохождении через ограниченное отверстие (апертуру линзы) световые волны дифрагируют (огибают препятствие). В результате даже абсолютно идеальная линза формирует изображение точки не в виде точки, а в виде дифракционного пятна, известного как диск Эйри. Это центральный яркий круг, окруженный системой более тусклых концентрических колец. Размер этого пятна принципиально ограничивает разрешающую способность любого оптического прибора.

2. Аберрации линзы. Реальные линзы неидеальны и вносят в изображение различные искажения, называемые аберрациями. К основным относятся:

- Сферическая аберрация: лучи, проходящие через края линзы, фокусируются ближе к ней, чем лучи, проходящие вблизи центра. Это приводит к тому, что изображение точки становится размытым пятном.

- Хроматическая аберрация: показатель преломления материала линзы зависит от длины волны (цвета) света. Поэтому лучи разного цвета фокусируются на разном расстоянии от линзы. Изображение точки белого света будет выглядеть как пятно с радужной каймой.

- Также существуют и другие виды аберраций (кома, астигматизм), которые особенно заметны для точек, расположенных не на главной оптической оси линзы.

Таким образом, изображение точки, получаемое с помощью реальной собирающей линзы, представляет собой не математическую точку, а небольшое, как правило, размытое пятно, форма и размер которого зависят от качества линзы, ее апертуры и свойств падающего света.

Ответ: В идеализированной модели геометрической оптики изображение точки является точкой (действительной или мнимой). В реальных условиях из-за явлений дифракции и аберраций линзы изображение точки представляет собой небольшое размытое пятно (дифракционный диск), которое может иметь искажения и цветную окантовку.