Тонкие Линзы — Задание 13 ЕГЭ по физике №00015666

Идея

Все лучи, вышедшие из одной точки, после линзы собираются в одной точке — изображении источника. Найдём его положение по формуле тонкой линзы, а затем сопоставим с разметкой на оси.

Что на рисунке

Источник $S$ лежит на оси слева от линзы на расстоянии $1{,}5F$ (между метками $F$ и $2F$). Справа от линзы на оси отмечены точки 1, 2, 3, 4; точка 4 стоит на расстоянии $3F$ от линзы. Из $S$ идут два луча $a$ и $b$ к линзе.

Расчёт

Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{f}$. При $d=1{,}5F$: $\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{1}{1{,}5F}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{2}{3F}=\dfrac{1}{3F}$, откуда $f=3F$. Изображение действительное, на оси, по другую сторону линзы, на расстоянии $3F$. Этой метке отвечает точка 4 — именно в ней пересекутся лучи $a$ и $b$ после преломления.