Номер 552, страница 168 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

552. Постройте изображение предмета $AB$ в тонких линзах (рис. 157, а–в).

$A$, $F$, $O$, $F$, $B$

$2F$, $F$, $O$, $F$, $2F$, $B$, $A$

$A$, $B$, $2F$, $F$, $O$, $F$, $2F$

Рис. 157

Для построения изображения предмета в тонкой линзе воспользуемся методом построения с помощью двух «удобных» лучей. Изображение точки находится на пересечении преломленных лучей (в этом случае изображение действительное) или их продолжений (мнимое изображение). За основу возьмём следующие лучи:

1. Луч, проходящий через оптический центр линзы O, не меняет своего направления.

2. Луч, параллельный главной оптической оси, после преломления в собирающей линзе проходит через её главный фокус F. В случае рассеивающей линзы, после преломления сам луч отклоняется, а его продолжение в обратную сторону проходит через мнимый фокус F.

а)

На рисунке изображена собирающая линза. Предмет AB расположен между фокусом F и оптическим центром O. Для построения изображения достаточно найти изображение точки B, так как точка A лежит на главной оптической оси, и ее изображение A' также будет на оси.

Выполним построение для точки B:

1. Проведем луч из точки B параллельно главной оптической оси до линзы. После преломления в линзе этот луч пройдет через главный фокус F, расположенный за линзой.

2. Проведем второй луч из точки B через оптический центр линзы O. Этот луч проходит без преломления.

За линзой эти два луча расходятся. Чтобы найти изображение, нужно продлить их в обратную сторону (влево от линзы). Точка B', где пересекутся продолжения этих лучей, является мнимым изображением точки B.

Изображение A'B' — это перпендикуляр, восстановленный из точки B' к главной оптической оси.

Полученное изображение A'B' является мнимым, прямым (направлено в ту же сторону, что и предмет), увеличенным и находится с той же стороны от линзы, что и сам предмет.

Ответ: Изображение предмета мнимое, прямое, увеличенное, расположено перед линзой (с той же стороны, что и предмет).

б)

На рисунке изображена рассеивающая линза. Предмет AB расположен в точке двойного фокусного расстояния 2F. Построим изображение точки B.

1. Проведем луч из точки B параллельно главной оптической оси. После преломления в рассеивающей линзе луч пойдет так, что его продолжение будет проходить через передний (мнимый) фокус F.

2. Проведем второй луч из точки B через оптический центр линзы O. Он не преломляется.

Точка B', где пересекаются продолжение первого преломленного луча и второй луч, является мнимым изображением точки B. Изображение точки A, лежащей на оси, будет находиться на оси в точке A', расположенной под B'.

Полученное изображение A'B' является мнимым, прямым, уменьшенным и расположено между фокусом F и оптическим центром O.

Ответ: Изображение предмета мнимое, прямое, уменьшенное, расположено между фокусом и линзой.

в)

На рисунке изображена рассеивающая линза, а предмет AB представляет собой отрезок, параллельный главной оптической оси. Для построения его изображения A'B' необходимо построить изображения его крайних точек A и B.

Построение изображения точки A:

1. Проведем луч из точки A через оптический центр линзы O.

2. Проведем луч из точки A параллельно главной оптической оси. После преломления его продолжение пройдет через передний фокус F.

Точка A', где пересекаются первый луч и продолжение второго, является мнимым изображением точки A.

Аналогично строится изображение B'. Луч из B, параллельный главной оптической оси, совпадает со вторым лучом для точки A. Луч из B через оптический центр O пересечет продолжение преломленного луча в точке B'.

Соединив точки A' и B', получим искомое изображение. Поскольку точка A находится дальше от линзы, чем точка B, ее изображение A' будет расположено дальше от линзы (и ближе к фокусу F), чем изображение B'. Также изображение A' будет ближе к главной оптической оси, чем B' (так как увеличение для более удаленной точки меньше). В результате изображение A'B' наклонено к главной оптической оси.

Итоговые характеристики изображения A'B': мнимое, прямое (расположено с той же стороны от оси), уменьшенное и наклоненное.

Ответ: Изображение предмета мнимое, прямое (неперевернутое), уменьшенное, наклоненное к главной оптической оси и находится между фокусом и линзой.