Решение: Изображение при закрытии линзы
Тонкая собирающая линза Л даёт чёткое действительное изображение предмета $AB$ на экране Э (рис. 1). Что произойдёт с изображением предмета на экране, если нижнюю половину линзы закрыть куском чёрного картона К (рис. 2)? Для обоих случаев постройте ход лучей в линзе, поясняющий решение. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
Решение по шагам
4 шагаВ первом случае из точки $B$ проводят луч, параллельный главной оптической оси. После собирающей линзы он проходит через её фокус. Второй луч проводят через оптический центр линзы; в приближении тонкой линзы он не меняет направления. Пересечение этих лучей определяет точку $B'$ изображения. Аналогично строится изображение точки $A$.
Во втором случае нижняя половина линзы закрыта, поэтому лучи проходят только через верхнюю половину её открытой части. Для каждой точки предмета можно выбрать луч, параллельный главной оптической оси, и луч через оптический центр либо другие лучи, проходящие через открытую часть линзы.
Фокусное расстояние тонкой линзы определяется её оптическими свойствами и не зависит от того, какая часть линзы используется. Поэтому прошедшие лучи после преломления пересекутся в тех же точках, что и раньше: положение и размеры изображения не изменятся.
Закрытие половины линзы уменьшает количество света, попадающего на экран. Поэтому всё изображение предмета останется видимым, но станет менее ярким.
Изображение останется на том же месте и сохранит размеры, но его яркость уменьшится. Через открытую верхнюю половину линзы проходят лучи от всех точек предмета; после преломления они сходятся в тех же точках изображения.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Утверждать, что исчезнет нижняя или верхняя половина изображения.
Считать, что закрытие половины линзы изменяет фокусное расстояние.
Указывать только уменьшение яркости без объяснения построением лучей.
Проводить луч через закрытую часть линзы во втором случае.