Номер 546, страница 165 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

546. На тонкую линзу с главным фокусом $F$ падает пучок света (рис. 151, 1–8). Укажите номера рисунков, на которых правильно изображен ход лучей.

1

2

3

4

5

6

7

8

Рис. 151

Проанализируем ход лучей на каждом из представленных рисунков, чтобы определить, на каких из них он изображен правильно. Для этого будем использовать основные правила построения изображений в тонких собирающих и рассеивающих линзах.

На рисунке изображена собирающая линза. Сходящийся пучок лучей направлен в точку на расстоянии $2F$ за линзой (это мнимый предмет). Согласно формуле тонкой линзы $1/F = 1/d + 1/f$, где расстояние до мнимого предмета $d = -2F$, расстояние до изображения $f$ должно удовлетворять соотношению $1/f = 1/F - 1/d = 1/F - 1/(-2F) = 3/(2F)$, откуда $f = 2F/3$. На рисунке лучи сходятся в фокусе $F$. Следовательно, ход лучей изображен неверно.

На рисунке изображена собирающая линза. Лучи выходят из переднего главного фокуса $F$. Согласно одному из правил построения, такие лучи после преломления в линзе распространяются параллельно главной оптической оси. Это правило выполнено, поэтому ход лучей изображен верно.

На рисунке изображена собирающая линза. Лучи проходят через оптический центр линзы. Согласно правилу, луч, проходящий через оптический центр, не преломляется и не меняет своего направления. На рисунке лучи преломляются. Следовательно, ход лучей изображен неверно.

На рисунке изображена рассеивающая линза. На линзу падает параллельный пучок лучей. После преломления лучи должны расходиться так, чтобы их продолжения пересекались в мнимом (переднем) фокусе, то есть в фокусе со стороны падения света. На рисунке продолжения лучей пересекаются в заднем фокусе. Следовательно, ход лучей изображен неверно.

На рисунке изображена рассеивающая линза. Сходящийся пучок лучей направлен в задний главный фокус $F$. Согласно одному из правил построения, такие лучи после преломления в рассеивающей линзе выходят параллельно главной оптической оси. Это правило выполнено, поэтому ход лучей изображен верно.

На рисунке изображена собирающая линза. На линзу падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси. По определению главного фокуса, такие лучи после преломления должны собраться в заднем главном фокусе $F$. На рисунке лучи не преломляются. Следовательно, ход лучей изображен неверно.

На рисунке изображена рассеивающая линза. На линзу падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси. По определению мнимого фокуса, после преломления лучи расходятся, а их мнимые продолжения (показаны пунктиром) пересекаются в переднем главном фокусе $F$. Это правило выполнено, поэтому ход лучей изображен верно.

На рисунке изображена собирающая линза. На линзу падает пучок лучей, параллельный главной оптической оси. По определению главного фокуса, такие лучи после преломления собираются в заднем главном фокусе $F$. Это правило выполнено, поэтому ход лучей изображен верно.

Таким образом, правильное изображение хода лучей представлено на рисунках 2, 5, 7 и 8.

Ответ: 2, 5, 7, 8.