Постройте изображение предмета в собирающей линзе, когда предмет находится:
а) между оптическим центром и главным фокусом;
б) в главном фокусе;
в) между главным фокусом и двойным фокусом;
г) за двойным фокусом;
д) на двойном фокусном расстоянии от линзы.
Сделайте вывод, как изменяются положение и размеры изображения предмета при изменении его расстояния от линзы.
Если предмет находится между оптическим центром и главным фокусом, то изображение мнимое, прямое, увеличенное.
Если предмет находится в главном фокусе, то изображения нет.
Если предмет находится между главным фокусом и двойным фокусом, то изображение действительное, обратное, увеличенное.
Если предмет находится за двойным фокусом, то изображение действительное, обратное, уменьшенное.
Если предмет находится в двойном фокусе, то изображение получится действительное, обратное, равное.
Вывод:
Собирающая линза дает действительное изображение предмета, если он удален от линзы на расстояние, большее чем фокусное. При удалении предмета от линзы изображение приближается к линзе, размер изображения уменьшается.
Для решения этой задачи необходимо изучить основные свойства собирающей линзы и правила построения изображений, созданных линзой.
Собирающая линза имеет положительную оптическую силу и способна концентрировать параллельные лучи света в одну точку — главный фокус. Главный фокус находится на расстоянии, равном фокусному расстоянию, от оптического центра линзы. С помощью собирающей линзы можно формировать как реальные, так и мнимые изображения предметов.
Основные термины, которые необходимо знать:
1. Оптический центр линзы — точка в центре линзы, через которую проходит луч света, не преломляясь.
2. Главный фокус (F) — точка, в которой пересекаются световые лучи после прохождения через линзу, если они до этого шли параллельно ее главной оптической оси.
3. Фокусное расстояние (f) — расстояние от оптического центра линзы до главного фокуса.
4. Главная оптическая ось — прямая линия, проходящая через оптический центр линзы и главный фокус.
Собирающая линза создаёт изображение предмета в зависимости от того, где находится сам предмет относительно линзы. Для каждой ситуации изображение строится по определённым правилам.
Правила построения изображения в собирающей линзе:
1. Луч, проходящий через оптический центр линзы, остается непреломленным.
2. Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления проходит через главный фокус.
3. Луч, проходящий через главный фокус перед попаданием на линзу, после преломления становится параллельным главной оптической оси.
Для каждого случая из условия задачи нужно строить изображение, следуя этим правилам. Рассмотрим теоретически поведение изображения при различных положениях предмета относительно линзы.
а) Предмет находится между оптическим центром и главным фокусом.
Когда предмет располагается ближе к линзе, чем её фокусное расстояние, изображение будет мнимым, увеличенным и прямым. Оно находится на той же стороне линзы, что и сам предмет. В этом случае параллельные лучи не пересекаются реально, а их продолжения пересекаются на стороне предмета.
б) Предмет находится в главном фокусе.
Если предмет находится точно на расстоянии, равном фокусному расстоянию, то световые лучи, проходя через линзу, будут распространяться параллельно друг другу. Реальное изображение в этом случае не формируется — говорят, что изображение находится "в бесконечности". Линза в данном случае создает параллельный пучок света.
в) Предмет находится между главным фокусом и двойным фокусом.
Когда предмет расположен между главным и двойным фокусом, изображение будет реальным, увеличенным и перевернутым. Оно формируется на противоположной стороне линзы и находится дальше от линзы, чем положение предмета.
г) Предмет находится за двойным фокусом.
Если предмет располагается за двойным фокусом, изображение будет реальным, уменьшенным и перевернутым. Оно формируется на противоположной стороне линзы и находится ближе к линзе, чем положение предмета.
д) Предмет находится на двойном фокусном расстоянии от линзы.
Когда предмет расположен на расстоянии, равном двойному фокусному расстоянию, изображение будет реальным, равным по размеру предмету и перевернутым. Оно формируется на противоположной стороне линзы, на расстоянии, равном двойному фокусному расстоянию.
Вывод:
1. Чем ближе предмет к линзе относительно её главного фокуса, тем изображение становится больше, и оно может быть мнимым.
2. Если предмет удаляется от главного фокуса, изображение становится реальным, его размер уменьшается, а положение изображения перемещается ближе к линзе.
3. Размер и положение изображения зависят от расстояния предмета относительно фокуса линзы.
Для каждого случая необходимо построить лучи согласно правилам, чтобы наглядно увидеть, где будет находиться изображение и каким оно будет.
Пожауйста, оцените решение
