ГлавнаяЕГЭ ФизикаЗадание 15Оптика

Задание 15 ЕГЭ, физика: Оптика

ЕГЭ ФизикаЗадание 153.6.7 Формула тонкой линзы. Увеличение, даваемое линзой

На главной оптической оси тонкой собирающей линзы между двойным фокусным и тройным фокусным расстоянием от нее расположен небольшой предмет. Предмет начинают приближать к двойному фокусу линзы. Как меняются при этом размер изображения и оптическая сила линзы?

Для каждой величины подберите соответствующий характер ее изменения:

 

1)  увеличивается

2)  уменьшается

3)  не изменяется

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Размер изображенияОптическая сила линзы
 
В подтеме 24 задач
Разбор
Главная идея: Размер изображения зависит от положения предмета (приближение к 2f увеличивает изображение), а оптическая сила определяется только геометрией и материалом линзы, оставаясь неизменной.

Анализ изменения размера изображения:

Используем формулу линзы: 1f=1d+1d′\frac{1}{f} = \frac{1}{d} + \frac{1}{d'}, где dd — расстояние до предмета, d′d' — расстояние до изображения, ff — фокусное расстояние.

Увеличение линзы: Γ=d′d\Gamma = \frac{d'}{d}

Исходно предмет находится между 2f2f и 3f3f. В этом диапазоне изображение действительное, перевёрнутое и уменьшенное.

Когда предмет приближается к 2f2f:

  • Расстояние dd уменьшается
  • Из формулы линзы видно: при уменьшении dd величина d′d' растёт
  • Увеличение Γ=d′/d\Gamma = d'/d увеличивается (числитель растёт, знаменатель уменьшается)

При достижении предметом позиции 2f2f получим d′=2fd' = 2f, и Γ=1\Gamma = 1 (изображение равно предмету по размеру).

Так как изображение растёт от уменьшенного к равному, размер изображения увеличивается (1).

Анализ оптической силы линзы:

Оптическая сила: D=1fD = \frac{1}{f}

Фокусное расстояние ff — характеристика самой линзы, определяемая её кривизной и материалом. При движении предмета фокусное расстояние не меняется, следовательно, оптическая сила остаётся постоянной (3).

Ответ: 13

Типичные ошибки

  • Путание оптической силы линзы с её функцией: линза всегда имеет одну и ту же оптическую силу независимо от положения предмета
  • Неправильное использование формулы линзы: забывают, что при уменьшении расстояния до предмета расстояние до изображения увеличивается
  • Незнание правила: между 2f и 3f изображение уменьшено; при d = 2f изображение равно предмету; при d < 2f изображение увеличено
Непонятно?

Похожие задачи