Лучи. 9 класс. Построить в линзах все случаи для предмета и его изображения. Рисунки

Задача по лучам в линзах для 9 класса: разберём случаи для выпуклой линзы (конвергирующей) и вогнутой (рассеивающей), и как чертить рисунки.

1. Выпуклая линза (f > 0)

• do > 2F: изображение реальное, перевёрнутое, меньше предмета, di между F и 2F.
• do = 2F: изображение реальное, перевёрнутое, такое же по величине, di = 2F.
• F < do < 2F: изображение реальное, перевёрнутое, больше предмета, di > 2F.
• do = F: изображение в бесконечности (лучи после линзы параллельны); настанет бесконечно большое увеличение.
• 0 < do < F: изображение виртуальное, прямое, увеличенное, находится на той же стороне линзы (di < 0).

Как чертить (правила построения трёх лучей):

• Луч 1: параллелен оси до линзы → после линзы идёт через фокальную точку F на другой стороне.
• Луч 2: через фокус F слева (на стороне предмета) → после линзы идёт параллельно оси.
• Луч 3: через оптическую ось в центр линзы → идёт по прямой без отклонения. Эти три луча пересекаются в точке изображения (реальное изображение) или расходятся так, чтобы их продолжения пересеклись на стороне предмета (виртуальное изображение).

2. Вогнутая линза (f < 0)

• Любой предмет даёт виртуальное, прямое и обычно уменьшенное изображение на той же стороне, где предмет.
• di отрицательно, изображение находится слева от линзы и не может быть реальным.

Как чертить для вогнутой линзы (те же три луча, с учётом признаков):

• Луч 1: параллелен оси → после линзы расходится так, что кажется, будто он исходит из фокуса F слева (на стороне предмета).
• Луч 2: направлен в фокус F слева → после линзы идёт параллельно оси.
• Луч 3: через центр линзы → идёт прямо. Все лучи расходятся, и их продолжения сходятся в точке-виртуальном изображении слева от линзы.

3. Быстрый пример (числа для выпуклой линзы)

• Пусть f = 5 см, do = 15 см (do > f).
• Тогда 1/di = 1/f − 1/do = 1/5 − 1/15 = (3 − 1)/15 = 2/15, di = 7.5 см (между F и 2F).
• Мегаширина m = - di/do = -7.5/15 = -0.5 (изображение инвертировано и в 2 раза меньше по модулю).

Чтобы сделать рисунки:

• Нарисуйте горизонтальную ось с линзой посередине.
• Отметьте F слева и F′ (на противоположной стороне) для выпуклой линзы и направляйте лучи по правилам.
• Для каждого случая пометьте: объект, изображение, тип (реальное/виртуальное), направление, знак м и положение относительно F и 2F.
• Повторите аналогично для вогнутой линзы, помня, что изображение всегда виртуальное и на той же стороне, где предмет.