Оптика — Задание ЕГЭ по физике №00010529

Вспомним определение фокуса: лучи, идущие параллельно главной оптической оси, собирающая линза сводит в фокус.

У световых лучей есть свойство обратимости: если пустить луч в обратном направлении, он пойдёт по тому же пути. Развернём картину: поместим источник в фокус. Тогда лучи пройдут тот же путь в обратную сторону и после линзы пойдут параллельно главной оптической оси — параллельным пучком.

То же даёт формула тонкой линзы. При $d=F$:

$$\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{1}{d}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{1}{F}=0$$

Величина $\dfrac{1}{f}$ равна нулю, то есть изображение «уходит в бесконечность»: лучи не сходятся и не расходятся, а идут параллельно. Так устроены прожектор и фонарик: лампа стоит в фокусе.

Это вариант 1. В двойном фокусе (вариант 2) лучи собрались бы, если бы источник сам стоял в двойном фокусе. Расходиться во все стороны (вариант 3) лучи после собирающей линзы не будут. А изображения на конечном расстоянии здесь нет совсем, ни уменьшенного, ни увеличенного (вариант 4).