Методическая разработка для аудиторного занятия №28

Методическая разработка для аудиторного занятия №28-11 по теме:
Геометрическая оптика – 2
1. На рисунке S – точечный источник света, S1 – его
изображение. Определить построением положение оптического
M
N
центра линзы и каждого из его главных фокусов, если
оптической осью линзы является прямая MN.
2. Найдите построением : ход луча 2 после тонкой
1
собирающей линзы, если известен ход луча 1. Построение
2
пояснить. ОО1 – главная оптическая ось линзы.
O
O1
3. На рисунке показано положение изображения S1
точечного источника света в тонкой рассеивающей линзе.
Расстояние S1O = 8 см, фокусное расстояние F = 10см.
F S1
O
F
Графически и аналитически определить положение источника.
4. Предмет находится на расстоянии а = 0,1 м от переднего
фокуса собирающей линзы, а экран, на котором получается чёткое
изображение предмета, расположен на расстояние b = 0.4 м от заднего фокуса
линзы. Найдите фокусное расстояние F линзы. С каким увеличением Г
изображается предмет.
5. Точечный предмет движется по дуге окружности со скоростью v1 = 3 см/с
вокруг оси собирающей линзы в плоскости перпендикулярной к оси и
отстоящей от линзы на расстоянии d = 1,5 F, где F - фокусное расстояние
линзы. В каком направлении и с какой скоростью v2 движется изображение
предмета?
6. Собирающая линза даёт в три раза увеличенное действительное
изображение предмета. Чтобы получить в три раза увеличенное, но мнимое
изображение, линзу передвинули в сторону предмета на а = 10 см. Каково
фокусное расстояние линзы?
7.Мнимое изображение светящейся точки в рассеивающей линзе
находится в два раза ближе к линзе, чем сама точка. Найти положение
светящейся точки, если известно, что она лежит на оптической оси линзы.
Оптическая сила линзы D = -5 Dптр.
8. Экран расположен на расстоянии L = 21 см от отверстия, в которое
вставлена собирающая линза диаметром а = 5 см. На линзу падает
сходящийся пучок лучей, в результате чего на экране образуется светлое
пятно диаметром b = 3 см. Оказалось, что если линзу убрать, то диаметр пятна
не изменяется. Определить фокусное расстояние F линзы.
9. Оптическая система состоит из двух собирающих
линз, расположенный на расстоянии l=0,75 м друг от
друга (см. рис) Наблюдателю, смотрящему справа,
источник S, помещенный на главной оптической оси на
расстоянии d1=0,25 м от первой линзы, кажется
удаленным на очень большое расстояние. Чему равна
оптическая сила второй линзы, если оптическая сила
первой линзы D1=6 дптр?
10. Ученик привык читать книгу, держа её на расстоянии d = 20 от глаз.
Какова должна быть оптическая сила Dочк очков, которые должен носить
ученик, чтобы он читал книгу, держа её на расстоянии ясного зрения?
S
S1
Домашнее задание №28-11 по теме:
Геометрическая оптика – 2
S
M
N
S1
1.(С) На рисунке S – точечный источник света, S1 – его
изображение. Определить построением положение
оптического центра линзы и каждого из его главных фокусов,
если оптической осью линзы является прямая MN.
1
2.(С) Найдите построением : ход луча 2 после тонкой
рассеивающей линзы, если известен ход луча 1. Построение
O
O1
пояснить. ОО1 – главная оптическая ось линзы.
2
3.(Л) На рисунке показаны точечный источник света S и
его изображение S1 в тонкой рассеивающей линзе.
Расстояние SO = 20 см, S1O = 5 см. Графически и
S S1 O
аналитически определить положение фокусов линзы.
4.(Л-С) Вдоль оптической оси тонкой собирающей линзы
с фокусным расстоянием F = 12 см расположен предмет, один конец которого
находится на расстоянии d1 = 17,9 см от линзы, а другой конец – на расстоянии
d2 = 18,1 см. Определить увеличение Г изображения.

5.(С) Точка С движется со скоростью v = 0,04 м/с, как
v
C
показано на рисунке. С какой скоростью движется её
изображение, полученное тонкой собирающей линзой с
d
оптической силой D = 7,5 Дптр. Точка С относительно
линзы расположена на расстоянии d = 0,2 м, ОО1 –
оптическая ось линзы.
6.(С) Рассеивающая линза даёт в 1 = 4 раза уменьшенное изображение
предмета. Если передвинуть предмет на расстояние b = 10 см ближе к линзе,
то изображение будет в 2 = 3 раза меньше предмета. Каково фокусное
расстояние линзы?
7.(С) Фокусное расстояние собирающей линзы F = 10 см, расстояние
предмета от фокуса линзы L = 5 см, линейные размеры предмета h = 2 см.
Определить величину Н изображения. Рассмотреть два случая.
8.(С) Экран расположен на расстоянии L = 21 см от отверстия, в которое
вставлена рассеивающая линза диаметром а = 5 см. На линзу падает
сходящийся пучок лучей, в результате чего на экране образуется светлое
пятно диаметром b = 3 см. Оказалось, что если линзу убрать, то диаметр пятна
не изменяется. Определить фокусное расстояние F линзы.
9.(С) Две собирающие линзы с оптическими силами D1=5 дптр и D2=2 дптр
расположены на расстоянии l=30 см друг от друга. На каком расстоянии от
второй линзы получится изображение бесконечно удаленного источника,
даваемое системой, если свет источника падает сначала на линзу с
оптической силой D1? Решить задачу аналитически и графически.
10.(Л-С) Дальнозоркий человек может читать книгу, держа её на
расстоянии не менее d = 80 см от глаза. Какова должна быть оптическая сила
Dочк очков, которые должен носить этот человек, чтобы указанное расстояние
было d0 = 25 см?
Основные понятия, формулы.
1.Линза – прозрачное тело, ограниченное двумя сферическими или сферической и
плоской поверхностью. Линзы, превращающие падающий на них параллельный пучок лучей
в пучок сходящихся лучей называются собирающими. Линзы, превращающие падающий на
них параллельный пучок лучей в расходящийся пучок называются рассеивающими.
2.Точка, через которую любой луч идет не преломляясь, называется оптическим
центром О линзы. Прямая FF, проходящая через вершины O1 и
О2 сферических поверхностей, называется главной оптической
M
осью. Любая прямая АВ, проходящая через оптический центр
A
линзы, называется побочной оптической осью,
O
3.Пучок
лучей,
параллельных
F
F
O1 O O2
главной
оптической
оси,
после
N
B
преломления в линзе
сходится в главном
фокусе F. Для собирающей линзы главный
фокус - действительный, для рассеивающей –
мнимый. Каждая линза имеет два фокуса:
передний и задний. Плоскость MN, проведенная через главный фокус перпендикулярно
главной оптической оси, называется фокальной плоскостью. В точке фокальной плоскости
сходится пучок лучей, идущий под углом к главной оптической оси.
4.Для построения изображения в линзах удобно пользоваться любыми двумя из
следующих лучей:
а) луч, параллельный главной оптической оси, после преломления проходит через
главный фокус;
б) луч, проходящий через главный фокус, после преломления проходит параллельно
главной оптической оси;
в) луч, проходящий через оптический центр линзы, не преломляется.
1 1
1
5.Формула линзы:     , где d – расстояние от предмета до линзы, f –
d f
F
расстояние от линзы до изображения, F – фокусное расстояние линзы. В этой формуле
расстояния от линзы до действительных точек берутся со знаком ''+'', а расстояния от линзы
до мнимых точек – со знаком '’-‘’ .
6.Величина, обратная фокусному расстоянию, называется оптической силой линзы:
1
D .
F
7.Оптическая сила системы линз, сложенных вплотную, равна сумме оптических
сил: D  D1  D2 ....
8.Линейным увеличением линзы называется отношение линейного размера
А1 В1
f
изображения А1В1 к линейному размеру предмета АВ: Г 

АВ
d
Ответы.
Fh
 4 см.
7. H 
3. F  6,7 см.
L
aL
F2
 17,5 см.
 4.
4. Г 
8. F2 
2b
(d `  F )(d 2  F )
lD1  1
V
9. d 
 0,125 м.
 0,08 м/с.
5.V2 
D1  D2  lD1D2
Dd  1
b
d  d0
 0,1 м.
6. F 
10. Dочк 
 2,75 дптр
1   2
d0d