Zadanie 9: Układy soczewek i przekształcanie wiązek światła
- Arkusz
- CKE Maj 2024 · Maj · 2024
- Punkty
- 4 pkt
- Dział
- Optyka · Soczewki
- Trudność
- Poziom trudności: średnie
Zadanie dotyczy analizy układów dwóch soczewek umieszczonych na wspólnej osi optycznej, służących do zmiany szerokości wiązki światła równoległej.
Treść zadania
Układ dwóch soczewek umieszczonych na wspólnej osi optycznej można wykorzystać do zmiany szerokości (średnicy) wiązki światła, biegnącej równolegle do osi optycznej układu.
Zadanie 9.1. (0–2)
Na rysunku 1. przedstawiono bieg wiązki światła przechodzącej przez układ soczewek. Ten układ składa się z dwóch soczewek skupiających S1 i S2 o ogniskowych odpowiednio f1 = 15 cm i f2 = 40 cm. Soczewki są tak ustawione, że prawe ognisko soczewki S1 i lewe ognisko soczewki S2 znajdują się w tym samym punkcie F na osi optycznej O. Szerokość wiązki światła, która pada na soczewkę S1, jest równa d1 = 2,25 mm. Oblicz d2 – szerokość wiązki światła, która wychodzi z soczewki S2. Zapisz obliczenia.
Zadanie 9.2. (0–2)
Zwiększenie szerokości wiązki światła można uzyskać, jeżeli wykorzysta się układ optyczny złożony z jednej soczewki rozpraszającej R i jednej soczewki skupiającej S. Na rysunku 2. przedstawiono tylko soczewkę rozpraszającą R o ogniskowej fR = −15 cm oraz oś optyczną O takiego układu soczewek. Przedstawiono także fragment wiązki światła, biegnącej równolegle do osi optycznej układu i padającej na soczewkę R. Druga soczewka S w tym układzie jest skupiająca i ma ogniskową fS = 40 cm. Ta soczewka została umieszczona w takim miejscu na osi optycznej, że wiązka światła, która wychodzi z układu soczewek (przez soczewkę S), jest równoległa do osi optycznej i poszerzona. Na rysunku 2. narysuj soczewkę skupiającą S w takim miejscu, aby wiązka światła, która wychodzi z tej soczewki S, była równoległa do osi optycznej i poszerzona. Następnie dorysuj dalszy bieg promieni P1 i P2, które ograniczają wiązkę światła.
Odpowiedź i wynik końcowy
Wynik dla zadania 9.1: .
Poprawna odpowiedź: Wynik dla zadania 9.1: .