луч параллельный оптической оси после прохождения через рассеивающую линзу пойдет так что

01/18/202406/10/2023 admin 0 Comments

Разбор тренировочного задания.

1.Заполните пропуски в тексте: «Лучи, падающие на рассеивающую линзу параллельно ________ оптической оси, после прохождения линзы идут так, что их ___________ проходят через _____, расположенный с той стороны линзы, откуда ______ лучи»

Варианты ответов: побочной; фокус; преломляются; продолжения; падают; центр; окончания; главной.

Правильный вариант: главной; продолжения; фокус; падают.

Подсказка:Ход лучей в тонкой линзе.

2. Фокусное расстояние тонкой собирающей линзы равно 20 см. Предмет малых размеров расположен на её главной оптической оси, при этом изображение предмета находится на расстоянии 60 см от линзы. Предмет расположен от линзы на расстоянии ___ см.

Подсказка:Формула тонкой линзы

Формула тонкой линзы:

отсюда получаем формулу для расчета расстояния от линзы до предмета:

Источник

Тонкие линзы. Ход лучей.

Автор — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: линзы, оптическая сила линзы

Понятие тонкой линзы.

луч параллельный оптической оси после прохождения через рассеивающую линзу пойдет так что

Рис. 1. К определению тонкой линзы

Так вот, линза считается тонкой, если её толщина очень мала. Нужно, правда, уточнить: мала по сравнению с чем?

Рис. 2. Обозначение тонкой собирающей линзы

Рис. 3. Обозначение тонкой рассеивающей линзы

Оптический центр и фокальная плоскость.

Оптическая сила измеряется в диоптриях (дптр). Так, если фокусное расстояние линзы равно 25 см, то её оптическая сила:

Рис. 4. Побочная оптическая ось, фокальная плоскость и побочный фокус

Теперь мы переходим к рассмотрению хода лучей в тонких линзах. Мы будем предполагать, что лучи являются параксиальными, то есть образуют достаточно малые углы с главной оптической осью. Если параксиальные лучи исходят из одной точки, то после прохождения линзы преломлённые лучи или их продолжения также пересекаются в одной точке. Поэтому изображения предметов, даваемые линзой, в параксиальных лучах получаются весьма чёткими.

Ход луча через оптический центр.

Как мы знаем из предыдущего раздела, луч, идущий вдоль главной оптической оси, не преломляется. В случае тонкой линзы оказывается, что луч, идущий вдоль побочной оптической оси, также не преломляется!

Объяснить это можно следующим образом. Вблизи оптического центра обе поверхности линзы неотличимы от параллельных плоскостей, и луч в данном случае идёт как будто через плоскопараллельную стеклянную пластинку (рис. 5 ).

Рис. 5. Ход луча через оптический центр линзы

Рис. 6. Луч, идущий через оптический центр тонкой линзы, не преломляется

Это единственное общее свойство собирающих и рассеивающих линз. В остальном ход лучей в них оказывается различным, и дальше нам придётся рассматривать собирающую и рассеивающую линзу по отдельности.

Ход лучей в собирающей линзе.

Как мы помним, собирающая линза называется так потому, что световой пучок, параллельный главной оптической оси, после прохождения линзы собирается в её главном фокусе (рис. 7 ).

Рис. 7. Параллельный пучок собирается в главном фокусе

Пользуясь обратимостью световых лучей, приходим к следующему выводу: если в главном фокусе собирающей линзы находится точечный источник света, то на выходе из линзы получится световой пучок, параллельный главной оптической оси (рис. 8 ).

Рис. 8. Преломление пучка, идущего из главного фокуса

Рис. 9. Параллельный пучок собирается в побочном фокусе

1. Луч, идущий через оптический центр линзы, не преломляется.
2. Луч, идущий параллельно главной оптической оси линзы, после преломления пойдёт через главный фокус (рис. 10 ).

Рис. 10. К правилу 2

3. Если луч падает на линзу наклонно, то для построения его дальнейшего хода мы проводим побочную оптическую ось, параллельную этому лучу, и находим соответствующий побочный фокус. Вот через этот побочный фокус и пойдёт преломлённый луч (рис. 11 ).

Рис. 11. К правилу 3

В частности, если падающий луч проходит через фокус линзы, то после преломления он пойдёт параллельно главной оптической оси.

Ход лучей в рассеивающей линзе.

Переходим к рассеивающей линзе. Она преобразует пучок света, параллельный главной оптической оси, в расходящийся пучок, как бы выходящий из главного фокуса (рис. 12 )

Рис. 12. Рассеяние параллельного пучка

Наблюдая этот расходящийся пучок, мы увидим светящуюся точку, расположенную в фокусе позади линзы.

Рис. 13. Рассеяние наклонного параллельного пучка

Этот расходящийся пучок создаст у нас иллюзию светящейся точки, расположенной в побочном фокусе за линзой.

1. Луч, идущий через оптический центр линзы, не преломляется.
2. Луч, идущий параллельно главной оптической оси линзы, после преломления начнёт удаляться от главной оптической оси; при этом продолжение преломлённого луча пройдёт через главный фокус (рис. 14 ).

Рис. 14. К правилу 2

3. Если луч падает на линзу наклонно, то мы проводим побочную оптическую ось, параллельную этому лучу, и находим соответствующий побочный фокус. Преломлённый луч пойдёт так, словно он исходит из этого побочного фокуса (рис. 15 ).

Рис. 15. К правилу 3

Источник

Луч параллельный оптической оси после прохождения через рассеивающую линзу пойдет так что

Двояковыпуклая тонкая линза является собирающей

3) если ее показатель преломления больше, чем показатель преломления окружающей среды

4) если ее показатель преломления меньше, чем показатель преломления окружающей среды

Собирающей линзой называется такая линза, которая собирает пучок лучей, параллельный главной оптической оси, в точке фокуса, располагающейся за линзой. То есть, проходя ее, лучи отклоняются в сторону главной оптической оси. Но хорошо известно, что угол преломления зависит от относительного коэффициента преломления двух сред. При переходе в оптически более плотную среду, угол преломления меньше угла падения, при переходе в оптически менее плотную среду угол преломления, наоборот, превосходит угол падения.

Двояковыпуклая линза представляет собой простейший оптический прибор, по сути, это область пространства, ограниченная двумя сферическими поверхностями и заполненная веществом с другим показателем преломления. Следовательно, линза будет работать по-разному в зависимости от того, каков ее коэффициент преломления относительно окружающей среды. Тонкая двояковыпуклая линза является собирающей, только если ее показатель преломления больше, чем показатель преломления окружающей среды. В подтверждение этого, можно здесь выписать формулу для фокусного расстояния тонкой линзы: где и — радиусы сферических поверхностей линзы.

Оптическая система состоит из тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F и точечного источника света S. Источник начинают двигать параллельно главной оптической оси линзы в направлении, показанном стрелкой. В каком из направлений, указанных нумерованными стрелками, начнёт при этом перемещаться изображение S’ источника?

Изображение точечного источника в тонкой линзе можно строить, рассматривая два луча:

1) луч, проходящий через центр линзы (красный)

2) луч, параллельный главной оптической оси (синий), после прохождения линзы он пойдет таким образом, что пройдет через фокус.

Поскольку источник света двигают таким образом, что его расстояние до оптической оси остается неизменным, «синий» луч по мере движения источника не изменяется. А вот «красный» луч будет постепенно поворачиваться по часовой стрелке. В результате, изображение будет двигаться вниз вдоль «синего» луча, то есть вдоль направления 2.

На рисунке изображены оптическая ось тонкой собирающей линзы, луч света 1, падающий на эту линзу, и луч света 2, прошедший через эту линзу. На рисунке размер одной клеточки соответствует 1 см. Каково фокусное расстояние линзы? (Ответ дать в сантиметрах.)

Найдём сперва положение линзы. Для этого продолжим луч 1 вперед, а луч 2 назад. Точке пересечения соответствует точка линзы, в которой произошло преломление. Опустив перпендикуляр на главную оптическую ось, получаем схематическое изображение тонкой линзы. Как известно, параллельный пучок света собирается в фокальной плоскости. Поэтому для того, чтобы найти положение фокуса, нарисуем луч (зелёный), параллельный лучу 1 и проходящий через середину линзы, он не будет преломляться. Его пересечение с продолжением луча 2 определяет положение фокальной плоскости (жёлтая линия на рисунке). Теперь нетрудно сообразить, учитывая масштаб рисунка, что фокусное расстояние линзы приблизительно равно 1 см.

Извините меня, но вы бы не могли делать графики лучше. так как не возможно разобрать где собирающая линза и отсюда идут ошибки. p.s. и в математике(проф) в 7 задании встречаются графики где сложно различить полосы. Спасибо что уделили внимание:)

На рисунке в условии линза не изображена. Положение линзы, как и её фокусное расстояние надо найти.

Какова оптическая сила линзы? (Ответ дать в диоптриях.)

Найдем сперва положение линзы. Для этого продолжим луч 1 вперед, а луч 2 назад. Точке пересечения соответствует точка линзы, в которой произошло преломление. Опустив перпендикуляр на главную оптическую ось, получаем схематическое изображение тонкой линзы. Как известно, параллельный пучок света собирается в фокальной плоскости. Поэтому для того, чтобы найти положение фокуса, нарисуем луч (зеленый), параллельный лучу 1 и проходящий через середину линзы, он не будет преломляться. Его пересечение с продолжением луча 2 определяет положение фокальной плоскости (желтая линия на рисунке). Теперь нетрудно сообразить, учитывая масштаб рисунка, что фокусное расстояние линзы приблизительно равно 4 см, а значит, оптическая сила линзы равна приблизительно

Аналоги к заданию № 4423: 4458 Все

Изображением точки S (см. рисунок), даваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F, является точка

Для построения изображения точечного источника удобно использовать следующие лучи:

1) луч, прошедший через центр линзы, не преломляется

2) луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления пройдет через фокус собирающей линзы.

Построив два эти луча, легко увидеть, что изображением точки S является точка 2.

Изображением точки S, которое даёт тонкая собирающая линза с фокусным расстоянием F (см.&nbspрисунок), является точка

Для построения изображения точечного источника удобно использовать следующие лучи:

1) луч, прошедший через центр линзы, не преломляется,

Построив лучи, получаем изображение точки S в точке их пересечения 4.

На собирающую линзу параллельно оптической оси падает луч света (см. рисунок). После прохождения через линзу луч пройдёт вдоль линии

Луч, падающий на линзу параллельно главной оптической оси, после преломления пройдет через фокус собирающей линзы. Таким образом, после прохождения через линзу луч пройдёт вдоль линии 4

Стеклянную линзу (показатель преломления стекла ), показанную на рисунке, перенесли из воздуха () в воду (n). Как изменились при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы?

1) фокусное расстояние уменьшилось, оптическая сила увеличилась

2) фокусное расстояние и оптическая сила увеличились

3) фокусное расстояние и оптическая сила уменьшились

4) фокусное расстояние увеличилось, оптическая сила уменьшилась

При переходе из оптически более плотной среды в менее плотную, луч отклоняется от нормали, как показано на рисунке. Пустим луч параллельно главной оптической оси, тогда после преломления он пойдёт в точку фокуса. Запишем закон преломления для двух случаев и сравним угол преломления

Для воздуха:

Для воды:

Синус угла уменьшился, следовательно, угол уменьшился. Это значит, что расстояние от пересечения луча с главной оптической осью до линзы увеличилось, а данное расстояние и есть фокусное расстояние линзы.

Оптическая сила а т. к. увеличилось, уменьшилась.

В установке по наблюдению фотоэффекта свет от точечного источника S, пройдя через собирающую линзу, падает на фотокатод параллельным пучком. В схему внесли изменение: на место первоначальной линзы поставили собирающую линзу того же диаметра, но с меньшим фокусным расстоянием. Источник света переместили вдоль главной оптической оси линзы так, что на фотокатод свет снова стал падать параллельным пучком. Как изменился при этом (уменьшился или увеличился) фототок насыщения? Объясните, почему изменяется фототок насыщения, и укажите, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

По первому закону Столетова фототок насыщения зависит от интенсивности падающего света, то есть от количества фотонов, падающих на фотокатод в единицу времени. При использовании линзы такого же диаметра, но с меньшим фокусным расстоянием, телесный угол, под которым из источника видно линзу, увеличивается, поскольку источник теперь расположен ближе к ней (для получения параллельного пучка источник нужно разместить в фокусе линзы). Фотоны летят от источника во все стороны равномерно, поэтому результирующий поток фотонов, попадающих на фотокатод в результате замены линзы, увеличивается. А значит, увеличивается и ток насыщения.

Стеклянную линзу (показатель преломления стекла (), показанную на рисунке, перенесли из воздуха () в воду (). Как изменились при этом фокусное расстояние и оптическая сила линзы?

1) Фокусное расстояние уменьшилось, оптическая сила увеличилась.

2) Фокусное расстояние увеличилось, оптическая сила уменьшилась.

3) Фокусное расстояние и оптическая сила увеличились.

4) Фокусное расстояние и оптическая сила уменьшились.

Для воздуха:

Для воды:

Оптическая сила а т. к. увеличилось, уменьшилась.

Правильный ответ указан под номером 2.

Можно спросить а если поместить в воду плоско-вогнутую линзу уменьшится оптическая сила?

По модулю — да (она отрицательная).

На рисунках представлены предмет S и его изображение S’, полученное с помощью четырёх различных собирающих тонких линз. Чему равно наименьшее фокусное расстояние среди этих линз? Ответ выразите в сантиметрах. Одна клетка рисунка соответствует 10 см.

Нарисуем ход лучей для каждой линзы, чтобы увидеть, где находится её фокус.

Видно, что фокусное расстояние первой линзы 10 см, второй — 20 см, третьей — 15 см, четвёртой — 45 см. Наименьшее из них — 10 см.

Из собирающей линзы с фокусным расстоянием вырезали центральную часть шириной (см. рис.), а затем симметрично сдвинули оставшиеся части до соприкосновения, изготовив так называемую билинзу. Точечный источник света поместили на расстоянии от билинзы на её оси симметрии. На каком расстоянии друг от друга находятся изображения, даваемые билинзой?

Заметим, что если удалить у линзы её часть (половину или даже больше), то оставшаяся часть по-прежнему будет формировать изображение, однако его яркость изменится. Поэтому можно рассматривать билинзу как две тонкие линзы, главные оптические оси которых параллельны и сдвинуты на расстояние h относительно оси системы. На рисунке показано построение хода лучей от источника А через каждую из половинок билинзы до двух изображений — верхнего (А_ниж), полученного в результате преломления света в нижней части билинзы, и нижнего (А_верх), полученного в результате преломления света в верхней части билинзы. Для этого использованы правила построения изображений в тонкой линзе: луч (фиктивный), идущий через оптический центр линзы (реально отсутствующий), не преломляется, а луч, идущий вдоль оси симметрии системы параллельно главной оптической оси линзы, после преломления проходит через её фокус.

Из подобия треугольников на рисунке следует, что расстояние d от каждого изображения до оси системы можно найти из пропорции: откуда В соответствии с формулой тонкой линзы где — расстояние от билинзы до плоскости двух изображений, откуда то есть изображения действительные и находятся справа от линзы. Расстояние от каждого изображения до оси системы, таким образом, равно а расстояние между изображениями равно