4. Постройте дальнейший ход луча (рис.1). 5. Начертите преломленный луч (рис.2).

Физика: Оптика

Задача 4: Построение хода луча

На рисунке 1 представлен луч, падающий на линзу (ось обозначена вертикальной линией, фокусы F отмечены). Для построения дальнейшего хода луча, падающего под углом к оптической оси и проходящего через фокус:

1. Луч, проходящий через оптический центр линзы: Если бы луч проходил через оптический центр линзы, он бы шёл прямо, не преломляясь.


2. Луч, проходящий через фокус (F): Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в линзе проходит через фокус. Наоборот, луч, проходящий через фокус, после преломления идет параллельно главной оптической оси.


3. Луч, параллельный главной оптической оси: После преломления в собирающей линзе проходит через фокус (F).


4. Луч, проходящий через центр кривизны (если бы он был показан): Идет прямо, не преломляясь.

В данном случае, луч, судя по рисунку, выходит из фокуса F. Следовательно, после преломления он должен идти параллельно главной оптической оси.

Задача 5: Построение преломленного луча в стекле (рис.2)

На рисунке 2 показан луч, падающий на границу раздела двух сред (стекло). Направление стрелки указывает, что луч входит в стекло.

Закон преломления света (Закон Снеллиуса):

Когда луч света переходит из одной среды в другую, он меняет свое направление. Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для данных двух сред:

\[ \frac{\sin α}{\sin β} = n_{21} = \frac{n_2}{n_1} \]

где:

• α — угол падения (угол между падающим лучом и нормалью к поверхности).
• β — угол преломления (угол между преломленным лучом и нормалью к поверхности).
• n₂₁ — относительный показатель преломления второй среды относительно первой.
• n₁, n₂ — абсолютные показатели преломления первой и второй сред соответственно.

В данном контексте:

• Свет переходит из воздуха (или другой менее плотной среды) в стекло (более плотная среда).
• Показатель преломления стекла выше, чем у воздуха (n_стекла > n_{воздуха}).
• При переходе из менее плотной среды в более плотную луч преломляется к нормали (угол преломления β будет меньше угла падения α).

Для построения преломленного луча нужно:

1. Провести перпендикуляр (нормаль) к поверхности стекла в точке падения луча.


2. Отметить угол падения (α) между падающим лучом и нормалью.


3. Построить преломленный луч под углом преломления (β), который будет меньше угла падения, и направить его внутрь стекла.

Ответ:

Задача 4: Луч, выходящий из фокуса, после преломления в линзе идет параллельно главной оптической оси.

Задача 5: Преломленный луч в стекле отклоняется к нормали, т.е. угол преломления меньше угла падения.