Задачи › Линза в среде, линза и пластина

Линза в трубе с водой

  1. Линза в трубе с водой

    ВсОШ 1996/97, 10 кл.
    6/10

    В трубе установлена собирающая линза (рис. 39.10). Слева на неё падает параллельный пучок света, который собирается в фокусе линзы. Как изменится (увеличится, останется прежним, уменьшится) фокусное расстояние \(F\) системы линза–вода, если:

    Рисунок

    1. [а)] в левую часть трубы залить воду, а в правой оставить воздух;

    2. [б)] в левой оставить воздух, а в правую залить воду?

    Известно, что показатель преломления материала линзы больше показателя преломления воды (\(n_{\text{л}} > n_{\text{в}}\)). Рассмотрите все возможные варианты.
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    а) вода в левой части трубы: 1) левая поверхность линзы выпуклая \(\Rightarrow F' > F\); 2) левая поверхность плоская \(\Rightarrow F' = F\); 3) левая поверхность вогнутая \(\Rightarrow F' < F\); б) вода в правой части трубы: 4) правая поверхность вогнутая, \(R = F\) \(\Rightarrow F' = F\); 5) правая поверхность вогнутая, \(R < F\) \(\Rightarrow F' < F\); 6) правая поверхность вогнутая, \(R > F\) \(\Rightarrow F' > F\); 7) правая поверхность плоская или выпуклая \(\Rightarrow F' > F\).

    Решение

    Собирающая линза может иметь три «формы»: плосковыпуклая, двояковыпуклая, вогнуто-выпуклая.

    Возможны следующие варианты:

    а) вода в левой части трубы:

    1) левая поверхность линзы выпуклая \(\Rightarrow F' > F\), причём система линза–вода остаётся собирающей, так как \(n_{\text{л}} > n_{\text{в}}\);

    2) левая поверхность линзы плоская \(\Rightarrow F' = F\);

    3) левая поверхность линзы вогнутая \(\Rightarrow F' < F\);

    б) вода в правой части трубы:

    4) правая поверхность вогнутая \(R = F \Rightarrow F' = F\) (здесь \(R\) — радиус кривизны вогнутой поверхности линзы);

    5) правая поверхность вогнутая \(R < F \Rightarrow F' < F\);

    6) правая поверхность вогнутая, причём \(R > F \Rightarrow F' > F\);

    7) правая поверхность плоская или выпуклая \(\Rightarrow F' > F\).

    Заметим, что результаты для случаев 6) и 7) совпадают.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи

наверх