Самостоятельная работа Формула тонкой линзы 11 класс

Задание №14 ОГЭ по физике

Задание №14 ОГЭ по физике охватывает материал волновой и геометрической оптики. Для его решения нужно ориентироваться в видах линз, уметь строить преломленные изображения, знать законы отражения и преломления света, а также владеть основными понятиями раздела электромагнитных излучений. Сведения, которые будут полезными при решении такого рода задач, изложены в разделе теории.

Теория к заданию №14 ОГЭ по физике

Линзы собирающие и рассеивающие

Собирающая линза выпуклая, т.е. такая, у которой края тоньше середины. Рассеивающая, наоборот, имеет более тонкую середину и края потолще. При решении задач обычно используются т.н. тонкие линзы – т.е. линзы, толщина которых пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сфер, ограничивающих их.

Главной оптической осью называют линию, проходящую через условные точки центров ограничивающих линзу сфер. На этой оси отмечают точку фокуса (фокусное расстояние) и расстояния, вдвое большее фокусного, которое называется двойным фокусным. Фокус – это точка (ее обозначают буквой «F»), в которой собираются все световые лучи, исходящие от реального предмета и преломляющиеся после прохождения сквозь линзу (рис.1).

При преломлении предмета в собирающей линзе можно получить действительное его изображение, причем находиться оно будет за линзой (т.е. предмет и его изображение оказываются по разные стороны от нее). Действительное изображение можно увидеть, например, на экране, установленном за линзой на расстоянии, больше фокусного. Визуально оно оказывается перевернутым. Пример – на рис.2.

На рис.2 линия красного цвета представляет собой реальное изображение предмета, зеленого – его изображение после преломления.

Особенностью изображения, полученного после преломления предмета в собирающей линзе, заключается в том, что оно больше предмета, если он расположен в точке между F 2F, и всегда меньше предмета, если он находится от линзы на расстоянии, большем 2F.

При преломлении предмета в рассеивающей линзе, изображение за нею всегда получается мнимым. Кроме того, мнимым оказывается преломленное изображение предмета, установленного перед собирающей линзой на расстоянии, меньшем F. Мнимое изображение увидеть нельзя (рис.3). Действительное отображение предмета в таких случаях находится по ту же сторону от линзы, что и сам предмет.

Построение изображений в линзах

Для построения изображения, преломленного в собирающей линзе, действуют так:

  1. проводят отрезок от верхней точки предмета до линзы параллельно главной оптич.оси;
  2. далее изображение преломляется, и чтобы изобразить его, через полученную на линзе точку и через точку фокусного расстояния (F) проводят луч;
  3. проводят луч через вершину предмета и оптический центр.

Если проведенные лучи сходятся (т.е. пересекаются), значит, изображение получается действительным. Если они расходятся, то это указывает на то, что изображение мнимое (рис.4).

Источник

Задачи с двумя линзами

Предлагаю вашему вниманию несколько задач, в которых обязательно присутствуют две линзы. Линзы могут быть – обе – собирающими, и собирающей в комбинации с рассеивающей.

Задача Две собирающие линзы с фокусными расстояниями см и см расположены вдоль общей главной оптической оси на расстоянии см друг от друга. Где следует поместить точечный источник света, чтобы идущие от него лучи по прохождении обеих линз образовали пучок лучей, параллельных главной оптической оси?

Чтобы лучи после системы линз шли параллельным потоком, необходимо, чтобы после первой линзы лучи прошли бы через фокус второй. То есть изображение, даваемое первой линзой, должно попасть в фокус второй (на расстоянии 20 см от первой). Тогда запишем формулу линзы для первой:

Понятно, что первой может стоять линза с фокусным расстоянием 15 см. Тогда расчет немного изменится:

Читайте также:  Урок quot Появление неравенства и знати quot 5 й класс

Ответ: 30 см или 60 см

Задача На собирающую линзу с фокусным расстоянием см падает параллельный пучок лучей. Где следует поместить рассеивающую линзу с фокусным расстоянием см, чтобы пучок лучей после прохождения двух линз остался параллельным?

Решение. Ход световых лучей обратим. Если бы лучи падали на рассеивающую линзу слева параллельным потоком, то они далее рассеивались и шли бы за линзой расходящимся потоком. То есть, чтобы обеспечить параллельный ход лучей за линзой, нужно, чтобы фокус рассеивающей линзы совпадал с фокусным расстоянием собирающей. Тогда падающий на рассеивающую линзу сходящийся поток лучей преобразуется ею в параллельный.

Задача Система состоит из двух линз с одинаковыми по модулю фокусными расстояниями. Одна из линз собирающая, другая рассеивающая. Линзы расположены на одной оси на некотором расстоянии друг от друга. Известно, что если поменять линзы местами, то действительное изображение Луны, даваемое этой системой, сместится на см. Найдите фокусное расстояние каждой из линз.

Решение. Пусть первой стоит рассеивающая линза, а затем собирающая. Сначала ход лучей был таким:

Источник

Самостоятельная работа Формула тонкой линзы 11 класс

Самостоятельная работа Формула тонкой линзы 11 класс с ответами. Самостоятельная работа представлена в двух вариантах , в каждом варианте по 3 задания.

Вариант 1

1. Предмет находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 15 см. Найдите расстояние от изображения до линзы.

2. На каком расстоянии от двояковыпуклой линзы с фокусным расстоянием 0,42 м расположен предмет, если мнимое изображение получилось от неё на расстоянии 0,56 м?

3. Расстояние от предмета до рассеивающей линзы с фокусным расстоянием 4 см равно 12 см. Найдите расстояние от изображения до предмета.

Вариант 2

1. Расстояние между предметом и экраном равно 80 см. На каком расстоянии от предмета нужно расположить линзу с фокусным расстоянием 20 см, чтобы получить чёткое изображение на экране?

2. Предмет расположен на расстоянии 40 см от линзы с оптической силой 2 дптр. Определите расстояние от линзы до изображения.

3. Главное фокусное расстояние рассеивающей линзы равно 18 см. Изображение предмета находится на расстоянии 6 см от линзы. Чему равно расстояние от предмета до его изображения?

Ответы на самостоятельную работу Формула тонкой линзы 11 класс
Вариант 1
1. 60 см
2. 0,24 м
3. 9 см
Вариант 2
1. 40 см
2. 2 м
3. 3 см

Источник

Задачи на тему Линзы

Из стекла требуется изготовить двояковыпуклую линзу с фокусным расстоянием 10 см. Каковы должны быть радиусы кривизны поверхностей линзы, если известно, что один из них в 1,5 раза больше другого
РЕШЕНИЕ

Каковы радиусы кривизны поверхностей выпукло-вогнутой собирающей линзы с оптической силой 5 дптр, если один из них больше другого в 2 раза
РЕШЕНИЕ

На всю поверхность собирающей линзы, имеющей диаметр D и фокусное расстояние F, направлен пучок лучей, параллельных главной оптической оси. На каком расстоянии L от линзы надо поставить экран, чтобы на нем получился светлый круг диаметром d
РЕШЕНИЕ

В каком случае линза, находящаяся в ящике (рис. 116), будет собирающей и в каком рассеивающей? Найти построением оптический центр и фокус линзы в каждом случае
РЕШЕНИЕ

Свеча находится на расстоянии 12,5 см от собирающей линзы, оптическая сила которой равна 10 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение и каким оно будет
РЕШЕНИЕ

Читайте также:  Тема Аллергия как измен нная форма иммунного ответа

Предмет расположен в 25 см от собирающей линзы с радиусами кривизны поверхностей 20 см. Определить показатель преломления стекла, из которого изготовлена линза, если действительное изображение предмета получилось на расстоянии 1 м от нее
РЕШЕНИЕ

Рассматривая предмет в собирающую линзу, его располагают на расстоянии 4 см от нее. При этом получают мнимое изображение, в 5 раз большее самого предмета. Какова оптическая сила линзы
РЕШЕНИЕ

Выразить линейное увеличение Г в зависимости от фокусного расстояния линзы F и расстояния предмета от линзы d
РЕШЕНИЕ

На каком расстоянии от линзы с фокусным расстоянием 12 см надо поместить предмет, чтобы его действительное изображение было втрое больше самого предмета
РЕШЕНИЕ

На каком расстоянии перед рассеивающей линзой с оптической силой -3 дптр надо поместить предмет, чтобы его мнимое изображение получилось посередине между линзой и ее мнимым фокусом
РЕШЕНИЕ

Определить оптическую силу рассеивающей линзы, если известно, что предмет, помещенный перед ней на расстоянии 40 см, дает мнимое изображение, уменьшенное 4 раза
РЕШЕНИЕ

Предмет находится на расстоянии 4F от линзы. Во сколько раз его изображение на экране меньше самого предмета
РЕШЕНИЕ

Предмет находится перед рассеивающей линзой на расстоянии mF (где F ее фокусное расстояние). На каком расстоянии от линзы получится мнимое изображение и во сколько раз оно будет меньше самого предмета
РЕШЕНИЕ

Расстояние от предмета до экрана 90 см. Где надо поместить между ними линзу с фокусным расстоянием 20 см, чтобы получить на экране отчетливое изображение предмета
РЕШЕНИЕ

Расстояние от предмета до экрана равно 3 м. Какой оптической силы надо взять линзу и где следует ее поместить, чтобы получить изображение предмета, увеличенное в 5 раз. Построение изображения приведено на рисунке к предыдущей задаче
РЕШЕНИЕ

Каков ход лучей света 1 после преломления в линзах (рис. 117)? Каков ход лучей света 2 до преломления в линзах
РЕШЕНИЕ

На рисунке 118 показаны положение линзы, главной оптической оси, светящейся точки S и ее изображения S . Найти построением положения главных фокусов линзы
РЕШЕНИЕ

На рисунке 119 показаны положения главных оптических осей OO1 светящихся точек А и их изображений А1 . Какие линзы (собирающие или рассеивающие) соответствуют рисункам а, б, в? Найти построением положение линз и их главных фокусов
РЕШЕНИЕ

Источник



Задачи на тему «Тонкие линзы» с решением

Задачи по геометрической оптике не такие уж и сложные, если уделить их разбору немного временени. Сегодня в нашей регулярной рубрике «Физика для чайников» рассмотрим несколько примеров задач на тонкие линзы.

Хотите быть в курсе актуальных новостей, связанных с учебой? Присоединяйтесь к нам в телеграме! А тем, кто хочет получать скидки и бонусы, рекомендуем заглянуть на наш второй канал для клиентов.

Тонкая линза: задачи

Чтобы успешно решать задачи по геометрической оптике на тему «Тонкие линзы», нужно знать всего лишь пару формулу. Правда, формул много не бывает, и мы собрали их вместе: пригодятся в решении задач по другим темам. А тем, кто не знает, как вообще подступиться к задачам по физике, рекомендуем почитать общую памятку по решению.

Задача №1. Формула тонкой линзы

Условие

Линзу с оптической силой 2,5 дптр поместили на расстоянии 0,5 м от ярко освещённого предмета. На каком расстоянии следует поместить экран, чтобы увидеть на нём чёткое изображение предмета?

Решение

Линза является собирающей (оптическая сила положительна). Запишем формулу тонкой линзы:

Читайте также:  Контрольная работа по английскому языку в 5 м классе по УМК Кузовлева В П

Учтем, что F = 1 D , подставим значения из условия, и запишем:

2 , 5 = 1 0 , 5 + 1 + f f = 2 м

Ответ:

Задача №2. Формула тонкой линзы

Условие

Светящаяся точка лежит в плоскости, проходящей через двойной фокус тонкой линзы, у которой указана главная оптическая ось. Определите, какая из четырех точек на чертеже соответствует правильному изображению светящейся точки.

Решение

Как видим, на рисунке изображена собирающая линза с оптическим центром в точке 0. Светящася точка S находится от линзы на расстоянии, равном двум фокусам.

Построим изображение точки: один луч проходит через оптический центр линзы, а второй луч, параллельный главной оптической оси, после преломления проходит через фокус. Точка пересечения лучей на расстоянии двойного фокуса и будет являться изображением точки S.


Ответ: изображению точки S соответствует точка 2.

Денное решение получено геометрическим путем, но его можно проверить, используя формулу линзы. Подставим в нее 2F вместо d, и получим тот же результат.

Задача №3. Формула тонкой линзы

Условие

Предмет высотой 3 см находится на расстоянии 40 см от собирающей тонкой линзы. Определите высоту изображения, если оптическая сила линзы равна 4 диоптриям.

Решение

Запишем форумулу тонкой собирающей линзы и формулу увеличения линзы:

1 F = 1 d + 1 f ; Г = H h = f d

Перепишем эти соотношения, с учетом того, что F = 1 D

H = h · f d 1 f = D — 1 d

Отсюда найдем f:

Осталось подставить значения в формулу для H и вычислить:

H = h d D · d — 1 = 0 , 03 · 0 , 4 4 · 0 , 4 — 1 = 0 , 05 м

Ответ: 0,05 м.

Задача №4. Формула тонкой линзы

Условие

Предмет имеет высоту 2 см. Какое фокусное расстояние должна иметь линза, расположенная на расстоянии f=4 м от экрана, чтобы изображение предмета на экране имело высоту H=1 м?

Решение

Фокусное расстояние найдем из формулы линзы:

1 F = 1 d + 1 f F = f d d + f

Запишем формулу увеличения линзы и выразим d:

Г = H h = f d ; d = f h H

Запишем окончательный ответ:

F = h f H + h ≈ 0 , 08 м

Ответ: 0,08 м.

Задача №5. Формула тонкой линзы

Условие

Постройте изображение отрезка AB, расположенного перед собирающей линзой так, что расстояние от предмета до линзы d=2F. Каким будет изображение?

Посторим изображение в соответствии с правилами геометрической оптики:

  • действительное;
  • перевернутое;
  • равное предмету.

Ответ: см. выше.

Вопросы на тему «Тонкая линза»

Вопрос 1. Какое равенство называют формулой тонкой линзы?

Ответ. Формула тонкой линзы имеет следующий вид:

  • F – фокусное расстояние;
  • d – расстояние от линзы до предмета;
  • f – расстояние от линзы до изображения.

Вопрос 2. В чем разница в формуле линзы для собирающей и рассеивающей линз?

Ответ. Для собирающей линзы f берется положительным, а для рассеивающей – отрицательным. Соответственно, собирающая линза строит действительное изображение, а рассеивающая – мнимое.

Вопрос 3. Что такое фокусное расстоняние линзы?

Ответ. Фокусное расстояние линзы – это расстояние между ее оптическим центром и главным фокусом.

Вопрос 4. Что такое оптическая сила линзы?

Ответ. Оптическая сила – это величина, обратная фокусному расстоянию. Она характеризует преломляющую способность линзы.

Вопрос 5. Может ли оптическая сила линзы быть отрицательной?

Ответ. Да. Для рассеивающей линзы оптическая сила берется со знаком минус.

Проблемы с решением задач или других заданий? Обращайтесь в профессиональный сервис помощи учащимся!

  • Контрольная работа от 1 дня / от 100 р. Узнать стоимость
  • Дипломная работа от 7 дней / от 7950 р. Узнать стоимость
  • Курсовая работа 5 дней / от 1800 р. Узнать стоимость
  • Реферат от 1 дня / от 700 р. Узнать стоимость

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Источник