Задание 23 ЕГЭ, физика: Оптика

ЕГЭ ФизикаЗадание 233.6.7 Формула тонкой линзы. Увеличение, даваемое линзой

Линза с фокусным расстоянием F = 0,1 м дает на экране изображение предмета, увеличенное в 6 раз. Каково расстояние от линзы до изображения? Ответ приведите в метрах.

В подтеме 58 задач
Разбор
Главная идея: Увеличение линзы связано с расстояниями как Γ=f/d\Gamma = f/d, и эта связь подставляется в формулу тонкой линзы для нахождения неизвестных расстояний.

Шаг 1: Связь увеличения с расстояниями.

Увеличение линзы определяется как Γ=fd\Gamma = \frac{f}{d}, где ff — расстояние от линзы до изображения, dd — расстояние от линзы до предмета. По условию Γ=6\Gamma = 6, поэтому: f=6df = 6d

Шаг 2: Применение формулы линзы.

Фундаментальное уравнение тонкой линзы: 1F=1d+1f\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}

Подставим f=6df = 6d: 1F=1d+16d=6+16d=76d\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{6d} = \frac{6 + 1}{6d} = \frac{7}{6d}

Шаг 3: Нахождение расстояния до изображения.

Из предыдущего выражения: 6d=7F6d = 7F d=7F6d = \frac{7F}{6}

Тогда: f=6d=6⋅7F6=7Ff = 6d = 6 \cdot \frac{7F}{6} = 7F

Подставим F=0,1F = 0,1 м: f=7×0,1=0,7 мf = 7 \times 0,1 = 0,7 \text{ м}

Проверка: d=7×0,16≈0,117d = \frac{7 \times 0,1}{6} ≈ 0,117 м; 10,1=10,117+10,7≈8,5+1,43=9,93≈10\frac{1}{0,1} = \frac{1}{0,117} + \frac{1}{0,7} ≈ 8,5 + 1,43 = 9,93 ≈ 10 ✓

Типичные ошибки

  • Перепутана формула увеличения: некоторые используют Γ=d/f\Gamma = d/f вместо Γ=f/d\Gamma = f/d, что приводит к получению расстояния до предмета вместо расстояния до изображения.
  • Забыли подставить условие f=6df = 6d в формулу линзы и пытались решать систему двух уравнений с тремя неизвестными.
  • Ошибка в алгебре при упрощении: 1d+16d\frac{1}{d} + \frac{1}{6d} вычислили неправильно или потеряли множитель при выражении ff через FF.
Непонятно?

Похожие задачи