для каких лучей красных или фиолетовых будет больше главное фокусное расстояние собирающей линзы
Учебники
Журнал «Квант»
Общие
А так ли хорошо знакомы вам световые волны? // Квант. — 1989. — № 2. — С. 40-41.
По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала «Квант»
. мы имеем серьезные основания сделать заключение, что сам по себе свет.
является электромагнитным возмущением в форме волн.
Дж. К. Максвелл
Содержание
История утверждения волновой теории света драматична и увлекательна. Господствовавшая до конца XVIII века корпускулярная теория оказалась не способной объяснить такие явления, как интерференция и дифракция, которые столь естественно излагались на волновом языке в веке XIX. Успехи волновой оптики были огромны, они позволили составить более глубокое представление о природе света, увенчавшееся слиянием теория света и теории электромагнетизма. Волновая теория не охватывает всего многообразия проявлений света. Однако когда разговор идет о дифракции и интерференции, дисперсии и поляризации без нее не обойтись.
Мы надеемся, что предлагаемые сегодня задачи убедят вас в этом.
Вопросы и задачи
Микроопыт
В кусочке алюминиевой фольги сделайте бритвой разрез длиной 3-5 см. Посмотрите одним глазом сквозь щель на матовую лампочку. Что вы будете наблюдать? Объясните картину.
Любопытно, что…
. в мемуаре «Мысли о лучевых колебаниях», опубликованном в 1846 году, М. Фарадей поставил вопрос: не имеют ли колебания, которые составляют свет, отношения к электрическим и магнитным силовым линиям? Однако еще в 1832 году Фарадей высказал предположение о свете как о распространении магнитного возмущения с конечной скоростью. Но письмо с изложением гипотезы лежало запечатанным в Архиве Королевского общества до 1938 года.
. факт исключительной важности о независимости скорости света от движения источника света был установлен в 1887 году с помощью интерферометра, созданного А. Майкельсоном.
Что читать о световых волнах в «Кванте»
Ответы
Микроопыт
В щель будут видны темные дифракционные полосы: четкая полоса в центре и ряд более слабых боковых.
Для красных лучей, т.
К. длина волны больше у красных лучей, чем у фиолетовых.
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от линзы.
На каком расстоянии от линзы получится изображение?
Предмет поместили на главной оптической оси, собирающей линзы на расстоянии 1, 5F от нее?
Предмет поместили на главной оптической оси, собирающей линзы на расстоянии 1, 5F от нее.
Изображение при этом получается на расстоянии 21 см от линзы.
Определить фокусное расстояние линзы.
Фокусное расстояние линзы равно 50 см?
Фокусное расстояние линзы равно 50 см.
На каком расстоянии от линзы пересекутся после преломления лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
Расстояние от предмета до собирающей линзы в 5 раз больше фокусного расстояния линзы?
Расстояние от предмета до собирающей линзы в 5 раз больше фокусного расстояния линзы.
Найдите увеличение линзы.
Если расстояние от предмета до собирающей линзы больше фокусного, но меньше двойного фокусного расстояния, то изображение предмета в этой линзе?
Если расстояние от предмета до собирающей линзы больше фокусного, но меньше двойного фокусного расстояния, то изображение предмета в этой линзе.
Фокусное расстояние линзы равно 20 см?
Фокусное расстояние линзы равно 20 см.
На каком расстоянии от линзы пересекутся после преломления лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси?
Какое получится изображение предмета в собирающей линзе, если его расположить от линзы на расстоянии, меньше фокусного?
Какое получится изображение предмета в собирающей линзе, если его расположить от линзы на расстоянии, меньше фокусного.
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от лмнзы на каком расстоянии от линзы получится изображение?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от лмнзы на каком расстоянии от линзы получится изображение?
При последовательном соединение сопротивление равно суме сопротивлений резисторов 3 Ом + 6 Ом = 9 Ом.
У меня получилось вот так)).
Максимальное значение : e(макс. ) = 100(Из уравнения видно амплитуду) Действующее значение : e(действующ. ) = e(макс. ) / sqrt(2) = (примерно) 70, 7 Период : T = 2 * pi / W = 2 * 3, 14 / 628 = (примерно) 0, 01 Частота : V = W / 2 * pi = (примерно)..
Сила Архимеда в данном случае направлена вертикально вверх и равна F = mg, поэтому ответ 3, не изменится.
Выталкивающая сила уменьшается, а сила тяжести увеличивается.
Q = I2Rt. Закон джоуля ленса.
Для красных лучей, т.
К. длина волны больше у красных лучей, чем у фиолетовых.
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от линзы.
На каком расстоянии от линзы получится изображение?
Предмет поместили на главной оптической оси, собирающей линзы на расстоянии 1, 5F от нее?
Предмет поместили на главной оптической оси, собирающей линзы на расстоянии 1, 5F от нее.
Изображение при этом получается на расстоянии 21 см от линзы.
Определить фокусное расстояние линзы.
Фокусное расстояние линзы равно 50 см?
Фокусное расстояние линзы равно 50 см.
На каком расстоянии от линзы пересекутся после преломления лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси.
Расстояние от предмета до собирающей линзы в 5 раз больше фокусного расстояния линзы?
Расстояние от предмета до собирающей линзы в 5 раз больше фокусного расстояния линзы.
Найдите увеличение линзы.
Если расстояние от предмета до собирающей линзы больше фокусного, но меньше двойного фокусного расстояния, то изображение предмета в этой линзе?
Если расстояние от предмета до собирающей линзы больше фокусного, но меньше двойного фокусного расстояния, то изображение предмета в этой линзе.
Фокусное расстояние линзы равно 20 см?
Фокусное расстояние линзы равно 20 см.
На каком расстоянии от линзы пересекутся после преломления лучи, падающие на линзу параллельно главной оптической оси?
Какое получится изображение предмета в собирающей линзе, если его расположить от линзы на расстоянии, меньше фокусного?
Какое получится изображение предмета в собирающей линзе, если его расположить от линзы на расстоянии, меньше фокусного.
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от лмнзы на каком расстоянии от линзы получится изображение?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см?
Главное фокусное расстояние собирающей линзы равно 50 см.
Предмет помещен на расстоянии 60 см от лмнзы на каком расстоянии от линзы получится изображение?
При последовательном соединение сопротивление равно суме сопротивлений резисторов 3 Ом + 6 Ом = 9 Ом.
У меня получилось вот так)).
Максимальное значение : e(макс. ) = 100(Из уравнения видно амплитуду) Действующее значение : e(действующ. ) = e(макс. ) / sqrt(2) = (примерно) 70, 7 Период : T = 2 * pi / W = 2 * 3, 14 / 628 = (примерно) 0, 01 Частота : V = W / 2 * pi = (примерно)..
Сила Архимеда в данном случае направлена вертикально вверх и равна F = mg, поэтому ответ 3, не изменится.
Выталкивающая сила уменьшается, а сила тяжести увеличивается.
Q = I2Rt. Закон джоуля ленса.
Линза. Виды линз. Фокусное расстояние.
теория по физике 🧲 оптика
Мы уже познакомились с явлением преломления света на границе двух плоских сред. Но на практике особый интерес представляет явление преломления света на сферических поверхностях линз.
Линза — прозрачное тело, ограниченное сферическими поверхностями.
Какими бывают линзы?
По форме различают следующие виды линз:
Выпуклые линзы тоже имеют разновидности:
Разновидности вогнутых линз:
Тонкая линза
Мы будем говорить о линзах, у которых толщина l = AB намного меньше радиусов сферических поверхностей этой линзы R1 и R2. Такие линзы называют тонкими.
Тонкая линза — линза, толщина которой пренебрежимо мала по сравнению с радиусами сферических поверхностей, которыми она ограничена.
Главная оптическая ось тонкой — прямая, проходящая через центры сферических поверхностей линзы (на рисунке она соответствует прямой O1O2).
Оптический центр линзы — точка, расположенная в центре линзы на ее главной оптической оси (на рисунке ей соответствует точка О). При прохождении через оптический центр линзы лучи света не преломляются.
Побочная оптическая ось — любая другая прямая, проходящая через оптический центр линзы.
Изображение в линзе
Подобно плоскому зеркалу, линза создает изображения источников света. Это значит, что свет, исходящий из какой-либо точки предмета (источника), после преломления в линзе снова собирается в точку (изображение) независимо от того, какую часть линзы прошли лучи.
Оптическое изображение — картина, получаемая в результате действия оптической системы на лучи, испускаемые объектом, и воспроизводящая контуры и детали объекта.
Практическое использование изображений часто связано с изменением масштаба изображений предметов и их проектированием на поверхность (киноэкран, фотоплёнку, фотокатод и т. д.). Основой зрительного восприятия предмета является его изображение, спроектированное на сетчатку глаза.
Изображения разделяют на действительные и мнимые. Действительные изображения создаются сходящимися пучками лучей в точках их пересечения (см. рисунок а). Поместив в плоскости пересечения лучей экран или фотоплёнку, можно наблюдать на них действительное изображение.
Если лучи, выходящие из оптической системы, расходятся, но если их мысленно продолжить в противоположную сторону, они пересекутся в одной точке (см. рисунок б). Эту точку называют мнимым изображением точки-объекта. Она не соответствует пересечению реальных лучей, поэтому мнимое изображение невозможно получить на экране или зафиксировать на фотоплёнке. Однако мнимое изображение способно играть роль объекта по отношению к другой оптической системе (например, глазу или собирающей линзе), которая преобразует его в действительное.
Собирающая линза
Обычно линзы изготавливают из стекла. Все выпуклые линзы являются собирающими, поскольку они собирают лучи в одной точке. Любую из таких линз условно можно принять за совокупность стеклянных призм. В воздухе каждая призма отклоняет лучи к основанию. Все лучи, идущие через линзу, отклоняются в сторону ее главной оптической оси.
Если на линзу падают световые лучи, параллельные главной оптической оси, то при прохождении через нее они собираются на одной точке, лежащей на оптической оси. Ее называют главным фокусом линзы. У выпуклой линзы их два — второй главный фокус находится с противоположной стороны линзы. В нем будут собираться лучи, которые будут падать с обратной стороны линзы.
Главный фокус линзы обозначают буквой F.
Фокусное расстояние — расстояние от главного фокуса линзы до их оптического центра. Оно обозначается такой же букой F и измеряется в метрах (м).
В однородных средах главные фокусы собирающих линз находятся на одинаковом расстоянии от оптического центра.
Пример №1. Что произойдет с фокусным расстоянием линзы, если ее поместить в воду?
Вода — оптически более плотная среда, поэтому преломленные лучи будут располагаться ближе к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред. Следовательно, фокусное расстояние увеличится. На рисунке лучам, выходящим из линзы в воздухе, соответствуют красные линии. Лучам, выходящим из линзы в воде — зеленые. Видно, что зеленые линии больше приближены к перпендикуляру, восстановленному к разделу двух сред, что соответствует закону преломления света.
Направим три узких параллельных пучка лучей от осветителя под углом к главной оптической оси собирающей линзы. Мы увидим, что пересечение лучей произойдет не в главном фокусе, а в другой точке (рисунок а). Но точки пересечения независимо от углов, образуемых этими пучками с главной оптической осью, будут располагаются в плоскости, перпендикулярной главной оптической оси линзы и проходящей через главный фокус (рисунок б). Эту плоскость называют фокальной плоскостью.
Поместив светящуюся точку в фокусе линзы (или в любой точке ее фокальной плоскости), получим после преломления параллельные лучи.
Если сместить источник дальше от фокуса линзы, лучи за линзой становятся сходящимися и дают действительное изображение.
Когда же источник света находится ближе фокуса, преломленные лучи расходятся и изображение получается мнимым.
Рассеивающая линза
Вогнутые линзы обычно являются рассеивающими (лучи, выходя из них, не собираются, а рассеиваются). Это бывает если, поместить вогнутую линзу в оптически менее плотную среду по сравнению с материалом, из которого изготовлена линза. Так, стеклянная линза в воздухе является рассеивающей.
Если направить на вогнутую линзы световые лучи, являющиеся параллельными главной оптической оси, то образуется расходящийся пучок лучей. Если провести их продолжения, то они пересекутся в главном фокусе линзы. В этом случае фокус (и изображение в нем) является мнимым. Этот фокус располагается на фокусном расстоянии, равном F.
Другой мнимый фокус находится по другую сторону линзы на таком же расстоянии при условии, что среда по обе стороны линзы одинаковая.
Оптическая сила линзы
Оптическая сила линзы — величина, характеризующая преломляющую способность симметричных относительно оси линз и центрированных оптических систем, состоящих из таких линз.
Обозначается оптическая сила линзы буквой D. Единица измерения — диоптрий (дптр). Оптической силой в 1 дптр обладает линза с фокусным расстоянием 1 м.
Оптическая сила линзы равна величине, обратной ее фокусному расстоянию:
На рисунке показан ход двух лучей от точечного источника света А через тонкую линзу. Какова приблизительно оптическая сила этой линзы?
Построение в линзах
Для введённых нами линз существует два условно разных типа задач:
Рис.1. Собирающая и рассеивающая линзы (ход лучей)
Для собирающей линзы (рис. 1.1) лучи:
Пересечение любых из этих двух лучей (чаще всего выбирают лучи 1 и 2) дают изображение ( ).
Для рассеивающей линзы (рис. 1.2) лучи:
Пересечение продолжений рассмотренных лучей даёт изображение ( ).
Аналогично сферическому зеркалу, получим набор изображений от предмета, расположенного на различных расстояниях от зеркала. Введём те же обозначения: пусть — расстояние от предмета до линзы, — расстояние от изображения до линзы, — фокусное расстояние (расстояние от фокуса до линзы).
Для собирающей линзы:
Рис. 2. Собирающая линза (источник в бесконечности)
Т.к. все лучи, идущие параллельно главной оптической оси линзы, после преломления в линзе проходят через фокус, то точка фокуса и является точкой пересечения преломлённых лучей, тогда она же и есть изображение источника (точечное, действительное).
Рис. 3. Собирающая линза (источник за двойным фокусом)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (отражается в фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). Для визуализации изображения введём описание предмета через стрелку. Точка пересечения преломившихся лучей — изображение (уменьшенное, действительное, перевёрнутое). Положение — между фокусом и двойным фокусом.
Рис. 4. Собирающая линза (источник в двойном фокусе)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (отражается в фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). Точка пересечения преломившихся лучей — изображение (того же размера, действительное, перевёрнутое). Положение — ровно в двойном фокусе.
Рис. 5. Собирающая линза (источник между двойным фокусом и фокусом)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (отражается в фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). Точка пересечения преломившихся лучей — изображение (увеличенное, действительное, перевёрнутое). Положение — за двойным фокусом.
Рис. 6. Собирающая линза (источник в фокусе)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (отражается в фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). В этом случае, оба преломлённых луча оказались параллельными друг другу, т.е. точка пересечения отражённых лучей отсутствует. Это говорит о том, что изображения нет.
Рис. 7. Собирающая линза (источник перед фокусом)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (отражается в фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). Однако преломлённые лучи расходятся, т.е. сами преломлённые лучи не пересекутся, зато могут пересечься продолжения этих лучей. Точка пересечения продолжений преломлённых лучей — изображение (увеличенное, мнимое, прямое). Положение — по ту же сторону, что и предмет.
Для рассеивающей линзы построение изображений предметов практически не зависит от положения предмета, так что ограничимся произвольным положением самого предмета и характеристикой изображения.
Рис. 8. Рассеивающая линза (источник в бесконечности)
Т.к. все лучи, идущие параллельно главной оптической оси линзы, после преломления в линзе должны проходить через фокус (свойство фокуса), однако после преломления в рассеивающей линзе лучи должны расходится. Тогда в фокусе сходятся продолжения преломившихся лучей. Тогда точка фокуса и является точкой пересечения продолжений преломлённых лучей, т.е. она же и есть изображение источника (точечное, мнимое).
Рис. 9. Рассеивающая линза (произвольное положение источника)
Воспользуемся ходом луча, идущего параллельно главной оптической оси (продолжение отражённого луча проходит через передний фокус) и идущего через главный оптический центр линзы (не преломляется). Тогда изображением будет пересечение продолжений преломлённых лучей.
Второй тип задач связан с формулой тонкой линзы. Такие задачи основываются на числовых данных параметров, характеризующих положение источника, изображения или фокуса линзы. Рассмотрим произвольную систему (рис. 10). Пусть положение источника ( ), изображения ( ) и фокуса системы ( ) задано.
Рис. 10. Формула тонкой линзы
Тогда взаимосвязь между параметрами положения элементов можно описать формулой:
И последним параметром, характеризующим линзы или систему линз, является оптическая сила линзы ( ). Её нахождение довольно простое:
Размерность оптической силы линзы: м =дптр (диоптрии). Оптическая сила собирающей линзы положительна, рассеивающей — отрицательна.
Вывод: задачи с линзами, в целом, разделены на два класса. Задачи на построение основываются на рисунках 2-9. Достаточно проанализировать ход лучей и найти изображение (рис.1). Численные значения в дано указывают на задачи на формулу тонкой линзы (1).