Какова оптическая сила Ф2 и фокусное расстояние F2 двояковыпуклой линзы из стекла (n = 1,5) после погружения в жидкость с показателем преломления 1,67, если она начинает действовать как рассеивающая? Также, как построить изображение точки, находящейся на главной оптической оси на тройном фокусном расстоянии от линзы (d1 = 3F)?

Физика 11 класс Оптика оптическая сила Ф2 фокусное расстояние F2 двояковыпуклая линза показатель преломления рассеивающая линза изображение точки главная оптическая ось тройное фокусное расстояние Новый

Для решения задачи о двояковыпуклой линзе, которая начинает действовать как рассеивающая после погружения в жидкость, нам нужно рассмотреть несколько шагов.

Шаг 1: Определение оптической силы линзы

Оптическая сила линзы (D) определяется как:

D = (n - 1) * (1/R1 - 1/R2),

где n - показатель преломления материала линзы, R1 и R2 - радиусы кривизны поверхности линзы.

Для двояковыпуклой линзы, R1 будет положительным, а R2 - отрицательным. Предположим, что радиусы кривизны равны (R1 = R и R2 = -R). Тогда формула преобразуется в:

D = (n - 1) * (2/R).

После погружения в жидкость с показателем преломления 1,67, оптическая сила линзы изменится. Теперь мы используем показатель преломления жидкости (nж) для расчета:

D' = (n - nж) * (1/R1 - 1/R2).

Подставляем значения:

• n = 1,5 (стекло)
• nж = 1,67 (жидкость)
• R1 = R, R2 = -R

Таким образом:

D' = (1,5 - 1,67) * (2/R) = -0,17 * (2/R).

Так как D' отрицательная, линза действительно начинает действовать как рассеивающая.

Шаг 2: Определение фокусного расстояния

Фокусное расстояние (F) связано с оптической силой следующим образом:

F = 1/D.

Подставляем значение оптической силы:

F2 = 1/D' = 1/(-0,17 * (2/R)) = -R/(0,34).

Фокусное расстояние будет отрицательным, что подтверждает, что линза рассеивающая.

Шаг 3: Построение изображения

Теперь, чтобы построить изображение точки, находящейся на главной оптической оси на тройном фокусном расстоянии от линзы (d1 = 3F), следуем следующим шагам:

1. Нарисуйте главную оптическую ось.
2. Отметьте положение линзы и отметьте фокусные расстояния (F, 2F, 3F) с учетом направления.
3. Поскольку d1 = 3F, отметьте точку на расстоянии 3F от линзы.
4. Проведите лучи света от объекта (точки) к линзе: один параллельно главной оси, который после преломления проходит через фокусное расстояние, и один, проходящий через центр линзы, который продолжает двигаться по прямой.
5. Точка пересечения преломленных лучей указывает на положение изображения.

Так как линза рассеивающая, изображение будет виртуальным, находиться на той же стороне, что и объект, и будет уменьшенным.