Упражнение 9
1. С помощью линзы на вертикальном экране получено действительное изображение электрической лампочки. Как изменится изображение, если закрыть верхнюю половину линзы?
2. Фотоаппарат дает на пленке изображение человеческого лица. Поясните с помощью чертежа, почему изображение леса, виднеющегося вдали за человеком, получается нерезким. В какую сторону следует сместить объектив, чтобы лес был изображен четко? Будет ли при этом четким изображение лица?
3. Почему ныряльщик без маски плохо различает предметы под водой?
Воздух имеет коэффициент преломления световых лучей, равный единице, а преломляющие среды глаза 1,336-1,406, и, исходя из этих данных, эволюция «спроектировала» формы и размеры глаза. Коэффициент преломления воды (1,33) практически равен показателю роговицы (1,376), и она утрачивает в воде значительную часть преломляющей силы. Глаз становится некорригируемым естественными аккомодационными усилиями. Предметы проецируются на сетчатке в кругах светорассеяния. Отсюда расплывчатые изображения предметов, их видимость обеспечивается только на близком расстоянии и при значительных угловых размерах. Человек, способный различать детали при угловых размерах примерно 1 мин, например нить толщиной 0,05 мм, в воде будет различать детали с угловыми размерами 90-180 мин (1,5-3°). Это будет нить толщиной 3-5 мм. Каждый, кто под водой рассматривал свои пальцы, мог обнаружить, что не различает мелких складок, пор и т. д. Считается, что только в результате появления кругов светорассеяния острота зрения под водой снижается в 100- 200 раз. Кроме того, при непосредственном контакте роговицы с водой сужается поле зрения, что также связано с уменьшением преломления. Впрочем, преломляющая сила роговицы сохраняется, если между нею и водой окажется воздушная прослойка, из которой световые лучи будут проникать в роговицу. Через иллюминаторы или стекло маски предметы в воде воспринимаются так же, как при взгляде из воздушной среды сверху через поверхность воды. Кругов рассеивания и сужения полей зрения нет. Мелкие детали объектов видны хорошо, однако остаются низкая освещенность, видимость только на близком расстоянии, «дымка» . Наличие воздушной прослойки приводит к искаженным представлениям местоположения и размеров находящихся в воде предметов из-за преломления на границах сред вода - воздух. Предметы воспринимаются увеличенными приблизительно на треть и смещенными со своих реальных мест ближе к наблюдателю.
4. Постройте изображение предмета, помещенного перед собирающей линзой, в следующих случаях: 1) d > 2F, 2) d = 2F, 3) F< d< 2F; 4) d< F.
5. На рисунке 8.41 линия ABC изображает ход луча через тонкую рассеивающую линзу. Определите построением положения главных фокусов линзы.
6. Постройте изображение светящейся точки в рассеивающей линзе, используя три «удобных» луча.
7. Светящаяся точка находится в фокусе рассеивающей линзы. На каком расстоянии от линзы находится изображение? Постройте ход лучей.
2. Фотоаппарат дает на пленке изображение человеческого лица. Поясните с помощью чертежа, почему изображение леса, виднеющегося вдали за человеком, получается нерезким. В какую сторону следует сместить объектив, чтобы лес был изображен четко? Будет ли при этом четким изображение лица?
3. Почему ныряльщик без маски плохо различает предметы под водой?
Воздух имеет коэффициент преломления световых лучей, равный единице, а преломляющие среды глаза 1,336-1,406, и, исходя из этих данных, эволюция «спроектировала» формы и размеры глаза. Коэффициент преломления воды (1,33) практически равен показателю роговицы (1,376), и она утрачивает в воде значительную часть преломляющей силы. Глаз становится некорригируемым естественными аккомодационными усилиями. Предметы проецируются на сетчатке в кругах светорассеяния. Отсюда расплывчатые изображения предметов, их видимость обеспечивается только на близком расстоянии и при значительных угловых размерах. Человек, способный различать детали при угловых размерах примерно 1 мин, например нить толщиной 0,05 мм, в воде будет различать детали с угловыми размерами 90-180 мин (1,5-3°). Это будет нить толщиной 3-5 мм. Каждый, кто под водой рассматривал свои пальцы, мог обнаружить, что не различает мелких складок, пор и т. д. Считается, что только в результате появления кругов светорассеяния острота зрения под водой снижается в 100- 200 раз. Кроме того, при непосредственном контакте роговицы с водой сужается поле зрения, что также связано с уменьшением преломления. Впрочем, преломляющая сила роговицы сохраняется, если между нею и водой окажется воздушная прослойка, из которой световые лучи будут проникать в роговицу. Через иллюминаторы или стекло маски предметы в воде воспринимаются так же, как при взгляде из воздушной среды сверху через поверхность воды. Кругов рассеивания и сужения полей зрения нет. Мелкие детали объектов видны хорошо, однако остаются низкая освещенность, видимость только на близком расстоянии, «дымка» . Наличие воздушной прослойки приводит к искаженным представлениям местоположения и размеров находящихся в воде предметов из-за преломления на границах сред вода - воздух. Предметы воспринимаются увеличенными приблизительно на треть и смещенными со своих реальных мест ближе к наблюдателю.
4. Постройте изображение предмета, помещенного перед собирающей линзой, в следующих случаях: 1) d > 2F, 2) d = 2F, 3) F< d< 2F; 4) d< F.
5. На рисунке 8.41 линия ABC изображает ход луча через тонкую рассеивающую линзу. Определите построением положения главных фокусов линзы.
6. Постройте изображение светящейся точки в рассеивающей линзе, используя три «удобных» луча.
7. Светящаяся точка находится в фокусе рассеивающей линзы. На каком расстоянии от линзы находится изображение? Постройте ход лучей.