Как можно построить область видимости изображений предметов в тонких линзах, а также определить области на экране, куда падает свет от источника в системе с тонкой линзой в оправе? Каково фокусное расстояние двояковыпуклой линзы, если известно, что точечный источник света расположен на расстоянии 15 см от линзы с фокусным расстоянием 5 см?

Физика Колледж Оптика. Тонкие линзы область видимости тонкие линзы фокусное расстояние двояковыпуклая линза источник света световые лучи Оптика построение изображений система с линзой физика 12 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать основные принципы оптики, связанные с тонкими линзами. Давайте разберем шаги, которые помогут вам понять, как построить область видимости изображений предметов и определить области, куда падает свет на экране.

Шаг 1: Определение параметров системы

• У нас есть точечный источник света, который расположен на расстоянии 15 см от линзы.
• Фокусное расстояние линзы равно 5 см.

Шаг 2: Использование формулы линзы

Для тонкой линзы мы можем использовать формулу, связывающую расстояние от предмета (d_o), расстояние до изображения (d_i) и фокусное расстояние (f):

1/f = 1/d_o + 1/d_i

Шаг 3: Подстановка значений

Подставим известные значения в формулу:

• f = 5 см
• d_o = 15 см

Теперь подставим эти значения в формулу:

1/5 = 1/15 + 1/d_i

Шаг 4: Решение уравнения

Сначала найдем 1/d_i:

1/d_i = 1/5 - 1/15

Чтобы выполнить вычитание, найдем общий знаменатель:

Общий знаменатель для 5 и 15 - это 15, поэтому:

1/d_i = 3/15 - 1/15 = 2/15

Теперь найдем d_i:

d_i = 15/2 = 7.5 см

Шаг 5: Область видимости изображений

Теперь мы знаем, что изображение будет находиться на расстоянии 7.5 см от линзы. Чтобы построить область видимости изображений, вы можете нарисовать лучи, исходящие от источника света и проходящие через линзу:

• Первый луч идет параллельно главной оптической оси и после прохождения через линзу проходит через фокус.
• Второй луч проходит через фокус и выходит из линзы параллельно главной оси.

Место пересечения этих лучей на экране и будет изображением предмета.

Вывод

Таким образом, фокусное расстояние двояковыпуклой линзы в данной системе составляет 5 см, а изображение будет находиться на расстоянии 7.5 см от линзы.