Номер 557, страница 169 - гдз по физике 11 класс сборник задач Дорофейчик, Силенков

557. На рисунках 162 и 163 показаны главная оптическая ось тонкой линзы, предмет и изображение предмета, полученное с помощью этой линзы. Приведите в соответствие номер рисунка, тип линзы и местонахождение линзы. Обоснуйте свой ответ.

Номер рисунка

А) Рис. 162.

Б) Рис. 163

Тип линзы

а) Собирающая.

б) Рассеивающая

Местонахождение линзы

1) Левее предмета.

2) Правее изображения.

3) Между предметом
и изображением, ближе
к предмету.

4) Между предметом
и изображением, ближе
к изображению.

5) Посередине между
предметом и изображением

Предмет Изображение

Рис. 162

Предмет Изображение

Рис. 163

А) Рис. 162.

На данном рисунке показано прямое (неперевернутое) и уменьшенное изображение предмета. Такое изображение является мнимым. Мнимое, прямое и уменьшенное изображение действительного предмета дает только рассеивающая линза.

Чтобы определить местонахождение линзы, воспользуемся свойством луча, проходящего через оптический центр линзы: он не преломляется. Следовательно, верхушки предмета и изображения, а также оптический центр линзы лежат на одной прямой. Проведя прямую через верхушки стрелок предмета и изображения, мы найдем точку ее пересечения с главной оптической осью. Эта точка и будет оптическим центром линзы. Так как предмет и изображение — прямые (находятся по одну сторону от оси), то прямая, соединяющая их верхушки, пересечет ось за пределами отрезка между предметом и изображением. В данном случае, линза будет находиться правее изображения.

Таким образом, для рисунка 162 соответствует: тип линзы — б) Рассеивающая, местонахождение линзы — 2) Правее изображения.

Ответ: А – б, 2.

Б) Рис. 163.

На этом рисунке изображение является перевернутым и увеличенным. Перевернутое изображение всегда является действительным. Действительное изображение предмета можно получить только с помощью собирающей линзы.

Местоположение линзы, аналогично первому случаю, найдем как точку пересечения прямой, соединяющей верхушки предмета и изображения, с главной оптической осью. Поскольку предмет прямой, а изображение перевернутое (находятся по разные стороны от оси), линза будет расположена между предметом и изображением.

Для более точного определения положения воспользуемся формулой линейного увеличения линзы $ \Gamma $. Увеличение равно отношению модуля высоты изображения $ H $ к высоте предмета $ h $, а также отношению расстояния от линзы до изображения $ f $ к расстоянию от предмета до линзы $ d $: $ \Gamma = \frac{H}{h} = \frac{f}{d} $. Из рисунка следует, что изображение увеличено, т.е. по модулю его высота больше высоты предмета $ H > h $. Следовательно, расстояние от линзы до изображения больше, чем от предмета до линзы ($ f > d $). Это означает, что линза расположена между предметом и изображением, но ближе к предмету.

Таким образом, для рисунка 163 соответствует: тип линзы — а) Собирающая, местонахождение линзы — 3) Между предметом и изображением, ближе к предмету.

Ответ: Б – а, 3.