изображение пламени формируется на расстоянии 45 см от оптического центра линзы; высота изображения 7,5 см.
Объяснение:
Дано:
F = 18 cм
d = 30 cм
h = 5 cм
Найти:
f - ?
H - ?
Решение.
1) Переводим исходные данные в Международную систему единиц измерения СИ:
F = 18 cм = 0,18 м
d = 30 cм = 0,3 м
h = 5 cм = 0,05 м
2) Формулы для расчета:
а) f - расстояния от оптического центра линзы до изображения:
1/f + 1/d = 1/F - это основная формула; из неё выразим f: неизвестное слагаемое 1/f равно сумме 1/F минус известное слагаемое:
1/f = 1/F - 1/d или (правую часть приводим к общему знаменателю Fd, дополнительный множитель к первой дроби d, а дополнительный множитель ко второй дроби равен F)
1/f = 1/F - 1/d = (d - F)/dF;
выражаем f:
неизвестный делитель f равен отношению делимого (1) к частному (d - F)/dF:
f = 1 : ((d - F)/dF) = dF / (d - F);
f = d · F / (d - F).
б) высота изображения H:
H /h = f/d,
откуда (неизвестный крайний член пропорции равен произведению средних, делённому на известный крайний):
H = (h · f) : d.
3) Расчетная часть:
f = d · F / (d - F) = 0,3 · 0,18 : (0,3 - 0,18) = 0,054 : 0,12 = 0,45 м = 45 см
H = (h · f) : d = 0,05 · 0,45 : 0,3 = 0,075 м = 7,5 см
ответ: изображение пламени формируется на расстоянии 45 см от оптического центра линзы; высота изображения 7,5 см.
ЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ТОНКИМИ ЛИНЗАМИ НАДО
знать совсем немного. Напомним их основные свойства.
1) Характер линзы зависит от радиусов образующих ее
сферических поверхностей и от показателя преломления
материала линзы относительно окружающей среды
n n n = л ср . При n > 1 двояковыпуклая и плосковыпуклая
линзы – собирающие, двояковогнутая и плосковогнутая
линзы – рассеивающие; при n < 1 – наоборот. Эти утверждения следуют из формулы для фокусного расстояния F:
( )
1 2
1 1 1
n 1
F R R
Ê ˆ
= - + Á ˜ Ë ¯ ,
где радиус выпуклой поверхности считается положительным, а радиус вогнутой – отрицательным. Если F положительно, то линза собирающая, в противном случае – рассеивающая. Эту формулу знать полезно, но необязательно.
Пример 1
. Из очень тонких одинаковых сферических стеклянных сегментов изготовлены линзы, представленные на рисунке 1. Если показатель преломления глицерина больше, чем показатель преломления воды, то собирающая линза представлена на рисунке: 1); 2); 3); 4).
(ответ: 4).)
2) Для решения задач полезно знать ход основных лучей.
а) Лучи, идущие через оптический центр линзы, не испытывают отклонения.
б) Лучи, падающие параллельно главной оптической оси
(рис.2), сходятся в фокусе, лежащем за линзой – в случае
Объяснение:
