Номер 2, страница 150 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

2. Какие виды изображений дает собирающая линза?

Собирающая линза способна формировать различные типы изображений, что зависит от положения предмета относительно главного фокуса ($F$) линзы. Характеристики получаемого изображения можно определить с помощью формулы тонкой линзы и формулы линейного увеличения.

Формула тонкой линзы: $\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$

где $F$ — фокусное расстояние линзы, $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — расстояние от линзы до изображения.

Линейное увеличение линзы: $M = \frac{h'}{h} = -\frac{f}{d}$

где $h$ — высота предмета, $h'$ — высота изображения.

• Если $f > 0$, изображение действительное (лучи пересекаются на самом деле).
• Если $f < 0$, изображение мнимое (пересекаются продолжения лучей).
• Если $M < 0$, изображение перевёрнутое.
• Если $M > 0$, изображение прямое.
• Если $|M| > 1$, изображение увеличенное.
• Если $|M| < 1$, изображение уменьшенное.
• Если $|M| = 1$, изображение равное по величине предмету.

Рассмотрим различные случаи расположения предмета.

Если предмет расположен дальше, чем двойное фокусное расстояние от линзы, то лучи, пройдя через линзу, собираются между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы ($F < f < 2F$). Изображение получается действительным, так как формируется пересечением самих световых лучей. Оно будет перевёрнутым и уменьшенным по сравнению с предметом.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, уменьшенное.

Когда предмет находится точно в точке двойного фокуса, его изображение формируется также в точке двойного фокуса с другой стороны линзы ($f = 2F$). Изображение будет действительным, перевёрнутым и равным по размеру самому предмету.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, равное по величине предмету.

При расположении предмета в этой области его изображение формируется за двойным фокусным расстоянием с другой стороны линзы ($f > 2F$). Изображение является действительным, перевёрнутым и увеличенным. Этот принцип используется, например, в проекторах.

Ответ: Изображение действительное, перевёрнутое, увеличенное.

Если поместить предмет в главный фокус собирающей линзы, то лучи, вышедшие из него, после преломления в линзе пойдут параллельным пучком. Они не пересекутся, и изображение не будет сформировано (или говорят, что оно формируется в бесконечности).

Ответ: Изображение не формируется (уходит в бесконечность).

В этом случае лучи после прохождения через линзу расходятся. Однако их продолжения, проведённые в обратную сторону (в сторону предмета), пересекутся. В результате получится мнимое изображение, которое находится с той же стороны от линзы, что и сам предмет. Это изображение будет прямым (неперевёрнутым) и увеличенным. Такой эффект используется в увеличительных стёклах (лупах).

Ответ: Изображение мнимое, прямое, увеличенное.

Таким образом, собирающая линза в зависимости от положения предмета может давать следующие типы изображений:

• Действительные: всегда перевёрнутые, могут быть уменьшенными, равными по величине или увеличенными.
• Мнимые: всегда прямые и увеличенные.