1. Расскажите, используя рисунки 155 и 157, об основных линиях и точках линзы.
Основные элементы линзы включают:
Оптическую ось — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы. Фокус (F) — точка, в которой собираются или из которой расходятся лучи после прохождения через линзу. Фокусное расстояние (f) — расстояние от главного оптического центра линзы до фокуса. Главная оптическая плоскость — плоскость, проходящая через оптический центр линзы.
2. Какие виды линз вы знаете? Чем они отличаются друг от друга?
Линзы бывают собирающие и рассеивающие.
Собирающие линзы (выпуклые) собирают световые лучи в одну точку. Они толще в центре и тоньше по краям. Рассеивающие линзы (вогнутые) рассеивают световые лучи. Они тоньше в центре и толще по краям.
3. Что характеризует оптическая сила линзы?
Оптическая сила линзы показывает её способность преломлять световые лучи. Чем больше её значение, тем сильнее линза изменяет направление световых лучей.
4. Как определить оптическую силу линзы? В чём она измеряется?
Оптическая сила (D) измеряется в диоптриях (дптр) и вычисляется по формуле: D = 1/f, где f — фокусное расстояние в метрах.
Как, используя в качестве источника света Солнце, оценить фокусное расстояние собирающей линзы?
Можно найти фокусное расстояние, поймав солнечные лучи линзой и спроецировав их на белую поверхность (например, лист бумаги).
Двигая линзу, добейтесь чёткого светлого пятна (солнечного зайчика). Измерьте расстояние от линзы до этой поверхности — это и будет фокусное расстояние линзы.
1. Какой вред в солнечный день могут принести листьям растений попавшие на них капли воды?
Капли воды на листьях могут действовать как маленькие линзы, собирая солнечные лучи в одну точку. Это может привести к перегреву и ожогам тканей листа, оставляя на нём повреждённые пятна. В некоторых случаях это способствует гибели клеток и ухудшению состояния растения.
2. Найдите оптическую силу собирающих линз, фокусные расстояния которых 5 см, 20 см, 2 м.
Оптическая сила (D) вычисляется по формуле: D = 1/f, где f — фокусное расстояние в метрах.
Для f = 5 см = 0.05 м: D = 1 / 0.05 = 20 дптр Для f = 20 см = 0.2 м: D = 1 / 0.2 = 5 дптр Для f = 2 м: D = 1 / 2 = 0.5 дптр
3. Даны две линзы с оптическими силами +5 и –2 дптр. Определите фокусное расстояние каждой линзы. Какая из них рассеивающая?
Фокусное расстояние f находится по формуле f = 1 / D.
Для +5 дптр: f = 1 / 5 = 0.2 м (20 см) Для –2 дптр: f = 1 / (-2) = -0.5 м (-50 см) Отрицательное значение указывает на то, что вторая линза рассеивающая.
Докажите построением, что линзы, показанные на рисунке 156, а, — собирающие, на рисунке 156, б — рассеивающие.
Чтобы доказать, что линзы на рисунке 156, а — собирающие, а на рисунке 156, б — рассеивающие, нужно воспользоваться построением хода лучей.
Собирающая линза (рис. 156, а):
Если пустить параллельные лучи к главной оптической оси, то после преломления они соберутся в одной точке — фокусе F. Также, если луч проходит через оптический центр линзы, он не изменяет направление. Это доказывает, что линза собирает световые лучи. Рассеивающая линза (рис. 156, б):
Параллельные главной оптической оси лучи после прохождения линзы расходятся. Если продлить эти расходящиеся лучи назад, они пересекутся в одной точке перед линзой — мнимом фокусе F'. Это доказывает, что линза рассеивает световые лучи.