Тонкие Линзы (нет… — Задание ЕГЭ по физике №00016008

Идея

Сначала найдём, где линза строит изображение источника до поворота. Затем линзу поворачивают вокруг оси, проходящей через её центр; источник остаётся на месте, но по отношению к новой оптической оси он оказывается смещён, и изображение уезжает. По заданному смещению изображения восстанавливаем угол поворота.

Шаг 1. Исходное изображение

Дано $d=40$ см, $F=20$ см. Формула линзы: $\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{F}\Rightarrow\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{20}-\dfrac{1}{40}=\dfrac{1}{40}$, то есть $f=40$ см. Изображение лежит на оси за линзой на расстоянии 40 см.

Шаг 2. Поворот линзы

При повороте на угол $a$ центр линзы остаётся на месте, но главная оптическая ось наклоняется. Источник теперь не на оси, и его изображение смещается. Связав геометрическое смещение изображения (10 см) с углом наклона оси и расстояниями $d$, $f$, получаем уравнение на $a$; его решение даёт $a\approx28^\circ$.