ID: 00006485
Небольшой предмет располагают на расстоянии a от тонкой собирающей линзы и получают с её помощью изображение этого предмета, расположенное на расстоянии b от линзы. На рисунке изображены графики зависимостей b от a для двух тонких собирающих линз 1 и 2.
Выберите все верные утверждения на основании анализа представленных графиков.
1) Фокусное расстояние линзы 1 равно 3 см.
2) Фокусное расстояние линзы 1 больше фокусного расстояния линзы 2 на 1,5 см.
3) Оптическая сила линзы 1 больше оптической силы линзы 2.
4) Если предмет расположен на расстоянии 5 см от линзы 1, то изображение этого предмета будет увеличено в 2 раза.
5) При одинаковом расстоянии от линз до предметов линза 1 будет давать изображение с меньшим увеличением.
Источник: ФИПИ
Используем уравнение тонкой линзы: $\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$.
Утв. 1. Берём точку $(d=5\ \text{см};\ f=7{,}5\ \text{см})$ с графика линзы 1:
$$\frac{1}{F_1} = \frac{1}{5} + \frac{1}{7{,}5} = \frac{1}{3} \Rightarrow F_1 = 3\ \text{см}$$
Верно.
Утв. 2. Берём точку $(d=6\ \text{см};\ f=8{,}5\ \text{см})$ для линзы 2:
$$\frac{1}{F_2} = \frac{1}{6} + \frac{1}{8{,}5} \approx \frac{29}{102} \Rightarrow F_2 \approx 3{,}52\ \text{см}$$
Разница $F_2 - F_1 \approx 0{,}5$ см, а не 1,5 см. Неверно.
Утв. 3. Оптическая сила $D = \frac{1}{F}$. Так как $F_1 \lt F_2$, то $D_1 \gt D_2$. Верно.
Утв. 4. Поперечное увеличение при $d = 5$ см (линза 1, $f = 7{,}5$ см):
$$\Gamma = \frac{f}{d} = \frac{7{,}5}{5} = 1{,}5$$
Увеличение равно 1,5, а не 2. Неверно.
Утв. 5. При одинаковом $d$ бо́льший $f$ даёт бо́льшее увеличение $\Gamma = \frac{f}{d}$. У линзы 2 при том же $d$ расстояние $f$ больше (фокус длиннее). Значит линза 1 даёт меньшее увеличение. Верно.