Стеклянную линзу, изображённую на рисунке, перенесли из воздуха в глицерин. Показатели преломления веществ равны соответственно
Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о результатах этого опыта.
1) При нахождении в воздухе линза была собирающей.
2) При переносе линзы из воздуха в глицерин её фокусное расстояние уменьшилось.
3) При переносе линзы из воздуха в глицерин линза из собирающей превратилась в рассеивающую.
4) При переносе линзы из воздуха в глицерин оптическая сила линзы уменьшилась.
5) При нахождении в глицерине оптическая сила линзы меньше нуля.
1 способ решения.
При переходе из оптически более плотной среды в менее плотную луч отклоняется от нормали, как показано на рисунке. Пустим луч параллельно главной оптической оси, тогда после преломления он пойдет в точку фокуса. Запишем закон преломления для двух случаев и сравним угол преломления
Для воздуха:
Для воды:
Синус угла уменьшился, следовательно, угол уменьшился. Это значит, что расстояние от пересечения луча с главной оптической осью до линзы увеличилось, а данное расстояние и есть фокусное расстояние F линзы.
2 способ решения.
Для выполнения задания используем следующие факты: 1) Оптическая сила линзы прямо зависит от относительного показателя преломления сред где n2 в обоих случаях — стекло, а n1 — или воздух, или глицерин. 2) Фокусное расстояние линзы
таким образом зависит обратно от относительного показателя преломления двух сред. 3) Из формулы (не входящей в кодификатор)
следует, что при
линза будет собирающей, а при
— рассеивающей.
1) Верно. При нахождении линзы в воздухе относительный показатель преломления двух сред равен поэтому линза собирающая.
2) Неверно. При переносе линзы из воздуха в глицерин относительный показатель преломления двух сред уменьшился, следовательно, фокусное расстояние увеличилось.
3) Неверно. В обоих случаях относительный показатель преломления двух сред больше 1, поэтому линза будет собирающей.
4) Верно. При переносе линзы из воздуха в глицерин относительный показатель преломления двух сред уменьшился, следовательно, оптическая сила линзы уменьшилась.
5) Неверно. В обоих случаях линза собирающая, поэтому оптическая сила линзы — положительное число.
Ответ: 14.

