ID: 00015665
Какая из точек (1, 2, 3 или 4), показанных на рисунке, является изображением точки $S$, полученным в тонкой собирающей линзе с фокусным расстоянием $F$?
Источник: ФИПИ
Изображение точки строим на пересечении двух удобных лучей. Луч, идущий параллельно главной оптической оси, после линзы проходит через фокус с противоположной стороны; луч через оптический центр идёт без преломления. Если лучи после линзы расходятся, изображение мнимое — его даёт пересечение их продолжений.
Линза вертикальна, главная ось — горизонтальный пунктир, фокусы $F$ слева и справа на равных расстояниях от линзы. Источник $S$ стоит справа от линзы, выше оси, причём ближе к линзе, чем правый фокус: расстояние от линзы до $S$ меньше $F$ ($d\lt F$). Точки-кандидаты: 1 — слева вверху (за левым $F$), 2 — слева внизу, 3 — справа внизу (под осью), 4 — справа вверху (за правым $F$, дальше от линзы, чем $S$).
Свет от $S$ идёт влево через линзу. Так как предмет ближе фокуса ($d\lt F$), преломлённые лучи расходятся, а их продолжения сходятся с той же стороны, что и предмет. Получается мнимое, прямое, увеличенное изображение — оно лежит справа от линзы, выше оси и дальше от линзы, чем $S$. Этому положению отвечает точка 4.