Номер 547, страница 166 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

547. На тонкую линзу с главным фокусом $F$ падает пучок света (рис. 152, 1–8). Укажите номера рисунков, на которых правильно изображен ход лучей.

1

2

3

4

5

6

7

8

Рис. 152

Решение

Для определения правильности изображения хода лучей через тонкую линзу необходимо применить правило преломления для параллельного пучка лучей, падающего на линзу под углом к главной оптической оси.

Основное правило гласит: пучок параллельных лучей после прохождения через тонкую линзу собирается в одной точке фокальной плоскости (для собирающей линзы) или расходится так, что продолжения лучей пересекаются в одной точке фокальной плоскости (для рассеивающей линзы). Эта точка пересечения называется побочным фокусом. Ее положение можно найти, проведя через оптический центр линзы луч, параллельный падающему пучку (так называемую побочную оптическую ось). Этот луч проходит через линзу без преломления, и его точка пересечения с фокальной плоскостью (плоскостью, перпендикулярной главной оптической оси и проходящей через главный фокус $F$) и есть искомый побочный фокус.

На рисунках 1-4 изображена собирающая линза (обозначается стрелками, направленными от центра), а на рисунках 5-8 — рассеивающая линза (обозначается стрелками, направленными к центру).

Проанализируем каждый рисунок:

1. Изображение неверно. Для собирающей линзы параллельный пучок лучей должен сходиться, а не оставаться параллельным после преломления.

2. Изображение верно. Параллельный пучок лучей после прохождения через собирающую линзу сходится в побочном фокусе. Этот фокус находится в фокальной плоскости (вертикальная линия, проходящая через $F$) и на побочной оптической оси (пунктирная линия, проходящая через центр линзы параллельно падающим лучам).

3. Изображение неверно. Лучи после линзы не сходятся в одной точке, что противоречит свойству линзы фокусировать параллельные лучи.

4. Изображение неверно. Лучи света в однородной среде распространяются прямолинейно. Изображение криволинейных лучей некорректно для модели геометрической оптики.

5. Изображение неверно. Для рассеивающей линзы параллельный пучок лучей должен расходиться, а не оставаться параллельным.

6. Изображение верно. Параллельный пучок лучей после прохождения через рассеивающую линзу расходится. Продолжения преломленных лучей пересекаются в одной точке — мнимом побочном фокусе. Этот фокус, как и положено, находится в фокальной плоскости и на побочной оптической оси.

7. Изображение неверно. Пучок расходится так, будто лучи выходят из главного фокуса $F$, а не из побочного фокуса, который должен лежать на побочной оптической оси.

8. Изображение неверно. Как и в случае 4, лучи изображены криволинейными.

Таким образом, правильный ход лучей показан на рисунках 2 и 6.

Ответ: 2, 6.