Задание 13 ЕГЭ по физике · задача 2DB2F4
Какому из предметов 1–4 соответствует изображение AB в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием F ?
Показать ответ и разбор
Ответ: 2
Разбор
Привет! Давай разберёмся с этой задачей на построение в линзах. Тема оптики иногда кажется запутанной из-за обилия лучей, но если знать пару простых правил, всё становится очень логичным.
Шаг 1. Анализируем условие.
У нас есть собирающая линза (стрелочки на её краях смотрят наружу). Нам дано изображение AB (оно находится справа от линзы, за двойным фокусом, и оно прямое, то есть стрелочка смотрит вверх). Нам нужно найти, какой из предметов (1, 2, 3 или 4) дал такое изображение.
Шаг 2. Вспоминаем свойства лучей.
Чтобы найти положение предмета по его изображению, мы можем использовать принцип обратимости световых лучей. То есть, мы можем построить ход лучей от изображения обратно к предмету.
Самый простой луч для построения — это луч, проходящий через оптический центр линзы (точку O). Такой луч проходит через линзу, не преломляясь.
Шаг 3. Строим луч.
Проведём прямую линию через верхушку изображения (точку B) и оптический центр линзы (точку O). Эта линия покажет нам, где должна находиться верхушка предмета.
Если мы аккуратно проведём эту прямую (на рисунке она уже показана пунктиром), то увидим, что она проходит ровно через верхушку предмета под номером 2.
Шаг 4. Проверка.
Давай проверим себя. Предмет 2 находится между фокусом (F) и двойным фокусом (2F) слева от линзы, и он перевёрнут (стрелочка вниз).
По правилам построения в собирающей линзе, если предмет находится между F и 2F, его действительное изображение будет находиться за 2F с другой стороны линзы, оно будет увеличенным и перевёрнутым относительно предмета.
Наш предмет 2 перевёрнут (смотрит вниз). Значит, его изображение должно быть перевёрнуто относительно него, то есть смотреть вверх. Изображение AB как раз смотрит вверх, находится за 2F и оно увеличенное. Всё сходится идеально!
Предмет 1 дал бы изображение, смотрящее вниз. Предмет 3 дал бы изображение, смотрящее вверх, но луч через центр не попадает в его верхушку. Предмет 4 находится справа, там же, где и изображение, что не соответствует стандартной схеме получения действительного изображения.
Поэтому правильный ответ — предмет под номером 2. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!
Шаг 1. Анализируем условие.
У нас есть собирающая линза (стрелочки на её краях смотрят наружу). Нам дано изображение AB (оно находится справа от линзы, за двойным фокусом, и оно прямое, то есть стрелочка смотрит вверх). Нам нужно найти, какой из предметов (1, 2, 3 или 4) дал такое изображение.
Шаг 2. Вспоминаем свойства лучей.
Чтобы найти положение предмета по его изображению, мы можем использовать принцип обратимости световых лучей. То есть, мы можем построить ход лучей от изображения обратно к предмету.
Самый простой луч для построения — это луч, проходящий через оптический центр линзы (точку O). Такой луч проходит через линзу, не преломляясь.
Шаг 3. Строим луч.
Проведём прямую линию через верхушку изображения (точку B) и оптический центр линзы (точку O). Эта линия покажет нам, где должна находиться верхушка предмета.
Если мы аккуратно проведём эту прямую (на рисунке она уже показана пунктиром), то увидим, что она проходит ровно через верхушку предмета под номером 2.
Шаг 4. Проверка.
Давай проверим себя. Предмет 2 находится между фокусом (F) и двойным фокусом (2F) слева от линзы, и он перевёрнут (стрелочка вниз).
По правилам построения в собирающей линзе, если предмет находится между F и 2F, его действительное изображение будет находиться за 2F с другой стороны линзы, оно будет увеличенным и перевёрнутым относительно предмета.
Наш предмет 2 перевёрнут (смотрит вниз). Значит, его изображение должно быть перевёрнуто относительно него, то есть смотреть вверх. Изображение AB как раз смотрит вверх, находится за 2F и оно увеличенное. Всё сходится идеально!
Предмет 1 дал бы изображение, смотрящее вниз. Предмет 3 дал бы изображение, смотрящее вверх, но луч через центр не попадает в его верхушку. Предмет 4 находится справа, там же, где и изображение, что не соответствует стандартной схеме получения действительного изображения.
Поэтому правильный ответ — предмет под номером 2. Ты отлично справляешься, продолжай в том же духе!