Постройте ход луча АВ после преломления в собирающей линзе и рассеивающей линзе 2 (рис. 211).

рис. 211

Преломление света через линзы — это важный аспект геометрической оптики. В этой задаче требуется понять, как луч света, проходя через собирающую и рассеивающую линзы, изменяет направление.

Теоретическая часть

Линзы и их свойства

1. Собирающая линза (выпуклая):

   • Собирающая линза имеет положительное фокусное расстояние. Она преломляет параллельные лучи света, направляя их в одну точку — фокус линзы.
   • Если луч проходит через центр линзы, его направление не изменяется.
   • Если луч идет параллельно главной оптической оси, то после преломления он проходит через фокус линзы.
   • Если луч направлен через фокус до входа в линзу, то после преломления он идет параллельно главной оптической оси.

2. Рассеивающая линза (вогнутая):

   • Рассеивающая линза имеет отрицательное фокусное расстояние. Она преломляет лучи света, делая их расходящимися.
   • Если луч проходит через центр линзы, его направление не изменяется.
   • Если луч идет параллельно главной оптической оси, то после преломления он расходится так, будто выходит из фокуса линзы (позади линзы, с той стороны, откуда приходит свет).
   • Если луч направлен в сторону фокуса, то после преломления он идет параллельно главной оптической оси.

Ход луча через линзы

Чтобы построить ход луча после преломления в двух линзах, нужно учитывать последовательность взаимодействия света с линзами:
1. Преломление в первой линзе (собирающей):
− Луч света АВ падает на собирающую линзу. В зависимости от его направления относительно оси и фокуса линзы, траектория луча меняется после преломления. Нужно определить, как луч взаимодействует с этой линзой:
− Если он параллелен главной оптической оси, то после преломления он пройдет через фокус $ F_1 $.
− Если направлен на фокус $ F_1 $, то станет параллельным главной оптической оси.
− Если проходит через оптический центр линзы, направление луча не изменится.

1. Преломление во второй линзе (рассеивающей):
   • После преломления первой линзой, луч света попадает на рассеивающую линзу. Снова его траектория изменяется:
   • Если луч, после первой линзы, идет параллельно главной оптической оси, то он будет расходиться так, будто выходит из фокуса $ F_2 $ рассеивающей линзы.
   • Если направлен на центр второй линзы, то направление не изменится.
   • Если направлен в сторону $ F_2 $, то после преломления станет параллельным главной оси.

Описание фокусов на рисунке

На представленном рисунке:
− $ F_1 $ — фокус собирающей линзы 1.
− $ F_2 $ — фокус рассеивающей линзы 2.

Построение хода луча:

Для построения хода луча нужно:
1. Анализировать направление луча относительно главной оси и фокусов линзы 1.
2. Построить преломленный луч из линзы 1, учитывая правила для собирающей линзы.
3. Далее учесть расположение и свойства линзы 2, определить направление луча после взаимодействия с рассеивающей линзой.

Итоговые шаги:

1. Определить, через какой участок собирающей линзы (центр, фокус или параллельно оси) проходит луч АВ.
2. Преломить луч в первой линзе.
3. Определить путь луча после рассеивающей линзы, используя правила для таких линз.

Это всё основы теории для решения задачи.