3. На рисунке 7.53 показаны положение главной оптической оси линзы, источник света S и его изображение S' в линзе. Найдите с помощью построения положение оптического центра линзы и её фокусов. Определите тип линзы.

Решение:

Для определения положения оптического центра и фокусов линзы, а также типа линзы, воспользуемся свойствами построения изображений:

1. Оптический центр (O): Проведите прямую через точку источника света S и точку его изображения S'. Точка пересечения этой прямой с главной оптической осью является оптическим центром линзы.
2. Тип линзы и фокусы:
• Рисунок 7.53(а): Источник S находится ниже главной оптической оси, изображение S' — выше. Изображение действительное (прямое, перевернутое). Это указывает на выпуклую (собирающую) линзу. Проведите луч из S параллельно главной оптической оси. После преломления он пройдет через S' и оптический центр O. Продолжите его до пересечения с главной оптической осью — это будет фокус F. Расстояние от O до F — фокусное расстояние.
• Рисунок 7.53(б): Источник S находится ниже, изображение S' — также ниже, но дальше от оптической оси. Изображение действительное. Это также выпуклая (собирающая) линза. Построение аналогично пункту (а).
• Рисунок 7.53(в): Источник S и изображение S' находятся по одну сторону от линзы, и изображение S' уменьшено и находится ближе к оптическому центру, чем S. Это также выпуклая (собирающая) линза. Луч, проходящий через S и O, проходит через S'.
• Рисунок 7.53(г): Источник S и изображение S' находятся по разные стороны от линзы, при этом изображение S' действительно и уменьшено. Это выпуклая (собирающая) линза.
• Рисунок 7.53(д): Источник S и изображение S' находятся по разные стороны от линзы, изображение S' действительно и увеличено. Это выпуклая (собирающая) линза.
• Рисунок 7.53(е): Источник S и изображение S' находятся по одну сторону от линзы, причем изображение S' увеличено и находится дальше от оптического центра, чем S. Это вогнутая (рассеивающая) линза. Построение: проведите луч из S через O до S'. Проведите луч из S параллельно главной оптической оси. Его продолжение после преломления пройдет через S' и точку на главной оптической оси, которая является мнимым фокусом.

Ответ: Во всех случаях, кроме (е), линза является выпуклой (собирающей). В случае (е) линза является вогнутой (рассеивающей). Оптический центр находится на пересечении прямой SO с главной оптической осью. Фокусы определяются путем построения хода лучей.