Раздел физики - оптика, на мой взгляд, один из интереснейших разделов в курсе школы. Но, к сожалению, ему уделяется очень мало времени на изучение. Что же в нем есть такого привлекательного?
Кроме решения сложных расчетных задач, нам необходимо научиться выполнять графические задания на построение изображения в тонких линзах. И здесь не нужна зубрежка в виде запоминания большого количества текста или десятка формул. Главное - разобраться с основными законами распространения светового луча и понять принципы построения изображений.
Для начала вспомним основные термины и обозначения: тонкая линза, оптический центр линзы, главная оптическая ось, главный фокус, двойной фокус.
Основное правило заключается в том, что от каждой точки предмета мы должны провести по два световых луча.
Первый луч идет параллельно главной оптической оси, за линзой преломляясь, он проходит через фокус линзы.
Второй луч идет через оптический центр линзы, не изменяя своего направления.
В той точке, где лучи пересекутся, образуется изображение предмета.
Возможны разные варианты расположения предмета относительно линзы: за двойным фокусом линзы, между фокусом и двойным фокусом, между линзой и фокусом, а также в фокусе и двойном фокусе. В зависимости от расположения будут разными свойства полученного изображения. Давайте рассмотрим, как это будет выглядеть.
1. Предмет (АВ) расположен за двойным фокусом собирающей линзы. Свойства полученного изображения (А1В1): уменьшенное, перевернутое, действительное. Так работают всем нам известные устройства: видеокамера и фотоаппарат. Так же образуется изображение на сетчатке глаза человека и животных.
2. Предмет (АВ) расположен между фокусом и двойным фокусом собирающей линзы. В этом случае изображение предмета (А1В1) будет увеличенным, перевернутым и действительным. Здесь можем вспомнить видеопроектор.
3. Предмет (АВ) расположен между собирающей линзой и фокусом. В данном варианте лучи, образующие изображение, расходятся, и необходимо их продлить в обратную сторону (пунктирная линия). Такое изображение (А1В1) называется мнимым. Также оно будет увеличенным и прямым, то есть не перевернутым. Вспомните лупу, именно так в линзе образуется увеличенное изображение мелких деталей какого-либо устройства.
4. Предмет находится в двойном фокусе собирающей линзы. Этот случай интересен тем, что изображение (А1В1) получается по размерам равное размеру предмета и находится оно так же в двойном фокусе, как и предмет. Эти свойства изображения мы можем использовать в эксперименте для определения фокусного расстояния линзы.
5. Предмет (АВ) находится в фокусе собирающей линзы. Лучи не сходятся ни за линзой, ни перед ней. Никакого изображения не будет.
6. Изображение образуется рассеивающей линзой. Обратите внимание, что рассеивающая линза схематически изображается иначе, чем собирающая. А изображение всегда будет уменьшенным, прямым и мнимым, независимо от того, где предмет расположен, так как луч, идущий параллельно главной оптической оси, от неё отклоняется, и приходится чертить его продолжение в обратную сторону.
Мы вспомнили основные случаи построения изображений в линзах.
Чтобы понять и запомнить, обязательно потренируйтесь, возьмите в руки линейку и карандаш.
А какие случаи образования изображений вас ещё интересуют, пишите в комментариях.
Если статья была полезна, ставьте 👍 и подписывайтесь на канал ✅, а также на телеграм-канал, в котором вы найдёте ещё больше полезной информации по подготовке к ОГЭ и ЕГЭ по физике и не только.
