Экспресс подготовка к ОГЭ по физике. Занятие ведет Антонина Васильевна — преподаватель-андроид, уволенная из Академии за насмешки над людьми.
Если бы вы так долго, как я, изучали дальний космос, то вам привычней были бы гравитационные линзы. Сейчас же мы обсудим, более знакомые вам, линзы из прозрачных материалов. Выпуклые линзы собирают лучи в пучок и называются собирающими. Вогнутые линзы лучи рассеивают и называются рассеивающими. Чем сильнее кривизна линз, тем сильнее они преломляют лучи, и тем больше их оптическая сила.
Линзы делаются таким образом, чтобы пучок лучей, параллельных главной оптической оси, преломлялся и собирался в одной точке, называемой фокусом. А расстояние от фокуса до линзы называется фокусным расстоянием. Если через эту точку проведем плоскость — то получим фокальную плоскость. Если пучок параллельных лучей направим на линзу под углом, то лучи собираются не в самом фокусе, а в какой-то точке на фокальной плоскости., называемой иногда побочным фокусом.
Если линза рассеивающая, то в точке фокуса сходятся продолжения расходящихся лучей. Чем больше оптическая сила линзы, тем больше она преломляет лучи и тем ближе фокус к линзе, то есть тем меньше фокусное расстояние. Оптическая сила обозначается буквой D и измеряется в диоптриях. И вы уже поняли, я надеюсь, что она обратно пропорциональна фокусному расстоянию (фокусу) :
Для рассеивающих линз оптическую силу берем с минусом. И если вам скажут, что оптическая сила равна -2 дптр, то вы будете понимать, что речь идет о рассеивающей линзе.
Теперь внимательней изучим работу собирающей линзы. У нее есть как бы три режима работы. Первый — если расстояние от объекта до линзы больше двойного фокусного расстояния. Построим изображение. Первый луч пустим через центр линзы. Это очень удобно, потому что луч, проходящий через центр тонкой линзы не преломляется. А второй луч пустим сначала вдоль главной оптической оси, а затем, по всем правилам, преломим его и пересечем фокус. Там где эти два луча пересекутся — и получится изображение.
Мы видим, что оно перевернутое и уменьшенное, а тот факт что изображение формируется действительными лучами света, дает нам право называть его действительным. Если поставим объект точно в точку 2F , то равное ему, но перевернутое, изображение тоже окажется в т 2F, но с другой стороны от линзы.
Если продолжим приближать объект к линзе , то изображение наоборот, будет отдаляться и увеличиваться. Можно также сказать, что во-сколько раз расстояние от линзы до изображения больше, расстояния от линзы до объекта, во столько же раз изображение больше объекта.
Итак, если объект расположить между 2F и F , то изображение будет перевернутым, увеличенным и действительным. Но не будем останавливаться. Разместим теперь объект между линзой и фокусом. И приготовимся к чуду.
Если проводить, как обычно, два луча, то они у нас разойдутся. Значит ли это, что изображения не будет? Будет. Если мы продлим лучи в обратном направлении, то их пересечение построит мнимое изображение. Если действительное изображение возникает при пересечении реальных лучей, то мнимое — при пересечении их воображаемых продолжений. Но такое уж мнимое это изображение? Разглядывая мелкий текст в лупу, мы используем линзу именно таким способом, располагая текст между линзой и фокусом.
Почему же вы видите изображение, которого нет? Вы привыкли видеть объекты, лучи которого расходятся. После линзы лучи идут так, как если бы они шли от увеличенного изображения находящегося с той же стороны от линзы, и мы видим это изображение, которое будет прямым (не перевернутым), увеличенным и мнимым. Мнимые изображения всегда прямые, а действительные — перевернутые.
Если у собирающей линзы три различных режима работы, в зависимости от того, где будет расположен объект, то у рассеивающей — только один.
Изображение в рассеивающей линзе — прямое, уменьшенное, мнимое.
Теперь запишем формулу для тонких линз:
F — фокусное расстояние, d — расстояние от линзы до объекта, f — расстояние от линзы до изображения.
И еще запишем формулу для увеличения (Г)линзы, хотя мы это правило уже упоминали:
Теперь бросим взгляд, так сказать, на ваш человеческий глаз.
Хрусталик глаза работает как собирающая линза, и на сетчатке формируется изображение, кстати, перевернутое. При близорукости лучи фокусируются ло сетчатки, слишком близко , а при дальнозоркости лучи фокусируются за сетчаткой. Поэтому для исправления близорукости используют рассеивающие линзы, а для исправления дальнозоркости — собирающие.
В связи с данной темой вспоминается мир Саши Козлова. В этом мире тоже очень мало энергии, это вообще маленький мир. Когда наши исследовали его посетили, то увидели лишь тусклый свет в образованиях тумана. Эти образования работали как система линз и фокусировали всю энергию в одной точке. В этой точке энергии было достаточно, чтобы зародилась и развивалась точечная цивилизация разумных точечных существ.
Но врач экспедиции Александр Федорович Козлов, случайно встал между туманными линзами и прекратил тем самым существование цивилизации, с которой прибыл знакомиться. Осознав свою ошибку он тут же отошел в сторону, дав тем самым энергию и начало для новой цивилизации в точке фокуса.
Над ее развитием мы уже внимательно наблюдали. Напрямую это сделать невозможно, но можно анализировать проходящие через точку фокуса лучи. Мы научились это делать и теперь многое знаем о жителях этого мира. Не знаем, какая была у них религия до катастрофы, но мистики точечного мира входят в экстаз и рисуют портрет Бога, напоминающий фотографию Александра Федоровича на его водительских правах. А сам мир, по мнению этих же мистиков начался со слов «Да, будет свет».
Задание 1
Лучи от близкого объекта нужно сильнее преломлять, чтобы они попали на сетчатку глаза, чем от дальнего. Поэтому оптическая сила хрусталика должна увеличиться, а фокусное расстояние?
Ответ: 21 — _.........._
Задание 2
1.кривизна хрусталика увеличивается.
2. кривизна хрусталика уменьшается.
Если объект приближается, то лучи от него нужно будет преломлять с большей силой, и следовательно, оптическая сила и кривизна хрусталика должна увеличиться.
Ответ: 2 — _..........._
Задание 3
Придется вам прочитать теорию.
Ответ: 2- _.........._
Задание 4
Очень сложное задание. Какой же прибор рассеивает лучи?
Ответ: 2 — _.........._
Задание 5
Напомню, что луч падающий на собирающую линзу параллельно главной оптической оси преломляется и проходит через фокус.
Ответ: 4 — _..........._
Задание 6
Если бы не рассеивающая линза, то лучи от объекта сходились бы перед сетчаткой.
Ответ: 2 — _.........._
Задание 7
Опять посмотрите теорию перед заданиями.
Ответ: 1 — _..........._
Задание 8
Раз изображение не перевернуто, то оно мнимое. Мнимое изображение могут создавать и собирающие, и рассеивающие линзы. Вспомните только, какие из них создают увеличенное мнимое изображение.
Ответ: 1 — _.........._
Задание 9
Когда объект находится на 2F то и изображение — на 2F, а если объект — за 2F , то изображение наоборот — будет находиться ближе к линзе.
Ответ: 32 — _.........._
Задание 10
Если параллельно данному лучу мысленно пустит еще один, через центр линзы, то они пересекутся в фокальной плоскости.
Ответ: 1 — _..........._
Задание 11
Если ближе, чем 2F, то изображение увеличенное, если дальше — уменьшенное. Какое же оно будет, если объект поставить ровно на 2F?
Ответ: 4 — _..........._
Задание 12
Лучи собираются дальше, за сетчаткой. Требуется их еще больше «собрать».
Ответ: 3 — _.........._
Задание 13
Изображение перевернутое и, следовательно — действительное. Из двух типов линз, собирающая и рассеивающая, только один тип на это способен.
Ответ: 1 — _..........._
Задание 14
Хрусталик — собирающая линза. Этой подсказки, должно быть достаточно.
Ответ: 4 — _.........._
Задание 15
Найдите оптическую силу рассеивающей линзы, если ее фокусное расстояние — 20 см.
Оптическая сила — обратная величина фокусному расстоянию. Посчитать легко, но помните. что для рассеивающей линзы оптическая сила должна быть отрицательной. И учитывайте единицы измерения.
Ответ: -5 — _.........._
Задание 16
Если мы эту задачу решаем в общем виде, то по формуле тонкой линзы найдем растояние от линзы до изображения. И во-сколько это расстояние будет больше расстояния от линзы до объекта, во столько раз и само изображение будет больше объекта. Но в нашем частном случае объект стоит в точке 2F? О чем вам это говорит?
Ответ: 24см — _..........._
***
Земляне не долго удовлетворялись военным ударом по миру Демонов. Представители других миров свидетельствовали о том, что демоны счастливы и деятельны как никогда. Тогда за дело взялись политики. Стало традицией приводить всех гостей из других миров к памятнику Оле и Коле. Огромное изваяние высоко в горах, изображало неравную схватку детей с демонами. Мальчик при этом лягал одного из нападавших, что говорило о мужестве землян. А девочка, которую в это время поднимало за косички другое чудовище, спокойно и умиротворенно улыбалась, символизирую миролюбие и гуманность человеческой расы.
Здесь же у памятника, в качестве жеста доброй воли от представителей других миров требовали введения санкций против мира Демонов. Миры же не настолько связаны экономически и политически, чтобы отказывать в такой малости. Со временем, ежемесячные санкции против мира Демонов, стали и традицией, и объединяющим самые разные миры, ритуалом. Жители этих миров были настолько разными, что не всегда могли представить даже, кто как выглядит, но все уже недолюбливали и остерегались демонов, и это, конечно, сближало.
Юбилейные сотые санкции отмечались на Земле с большим размахом. Правда сами земляне, в подавляющем своем большинстве, об этом не догадывались. Просто международные организации объявили карантин, как будто на время очередной пандемии, из-за чего люди были ограничены в передвижениях. А специальные гостиницы и курорты заселили многочисленными представителями других миров, прибывших на праздник.