Условие задачи:
Укажите номер рисунка, на котором правильно изображен ход светового луча от источника S после прохождения собирающей линзы.
Задача №10.5.73 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Решение задачи:
Любому человеку, знакомому с темой “линзы”, известно, что если источник света расположен в фокусе собирающей линзы, то световые лучи, пройдя через линзу, будут двигаться параллельно главной оптической оси, то есть в данном случае правильный ответ 4. Чтобы не быть голословным, докажем это, для чего запишем формулу тонкой линзы:
\[\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}\]
В этой формуле \(F\) – фокусное расстояние линзы, знак перед ним “+”, поскольку линза – собирающая, \(d\) – расстояние от линзы до предмета, знак перед ним “+”, поскольку предмет – действительный (в случае одиночной линзы предмет всегда действительный, оно бывает мнимым в случае системы линз), \(f\) – расстояние от линзы до изображения, знак перед ним “+”, поскольку изображение – действительное (то есть образуется на сходящемся пучке лучей – смотрите рисунок).
Понятно, что в нашем случае \(d=F\), поэтому:
\[\frac{1}{F} = \frac{1}{F} + \frac{1}{f}\]
\[\frac{1}{f} = 0\]
\[f = \infty \]
Получается, что изображение источника (т.е. место пересечения световых лучей после прохождения ими линзы) находится на бесконечности. Когда такое имеет место, указанные световые лучи после прохождения линзы движутся параллельно главной оптической оси.
Ответ: 4.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
10.5.72 Точечный предмет движется по окружности со скоростью 0,04 м/с вокруг главной
10.6.1 Разность хода двух волн, полученных от когерентных источников до данной точки равна
10.6.2 Разность хода двух интерферирующих лучей монохроматического света равна λ/4