Ход луча через собирающую линзу
Главная оптическая ось тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием $F = 20\ \text{см}$ и точечный источник света $S$ находятся в плоскости рисунка. Точка $S$ находится на расстоянии $b = 70\ \text{см}$ от плоскости линзы и на расстоянии $H = 5\ \text{см}$ от её главной оптической оси. В левой фокальной плоскости линзы лежит тонкий непрозрачный экран с маленьким отверстием $A$, находящимся в плоскости рисунка на расстоянии $h = 4\ \text{см}$ от главной оптической оси линзы. На каком расстоянии $x$ от плоскости линзы луч $SA$ от точечного источника, пройдя через отверстие в экране и линзу, пересечёт её главную оптическую ось? Дифракцией света пренебречь. Постройте рисунок, показывающий ход луча через линзу.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Главная оптическая ось тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F = 20 см и точечный источник света S находятся в плоскости рисунка. Точка S находится на расстоянии b = 70 см от плоскости линзы и на расстоянии H = 5 см от её главной оптической оси. В левой фокальной плоскости линзы лежит тонкий непрозрачный экран с маленьким отверстием A, находящимся в плоскости рисунка на расстоянии h = 4 см от главной оптической оси линзы. На каком расстоянии x от плоскости линзы луч SA от точечного источника, пройдя через отверстие в экране и линзу, пересечёт её главную оптическую ось? Дифракцией света пренебречь. Постройте рисунок, показывающий ход луча через линзу. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Определите высоту, на которой луч $SA$ падает на линзу.
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
После прохождения собирающей линзы угловое направление луча изменяется на величину, соответствующую наклону луча от точки на линзе к фокусу: $\alpha_2 = \alpha_1 - \dfrac{y}{F}$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Луч $SA$ достигает линзы на высоте $y = 3{,}6\ \text{см}$, после линзы его наклон равен $-0{,}2$. Поэтому расстояние до пересечения с осью равно $x = \dfrac{3{,}6}{0{,}2} = 18\ \text{см}$.