Оптика — Задание 21 ЕГЭ по физике №00017091

Идея

Опираемся на то же свойство тонкой линзы: изображением точки является точка. От каждой точки предмета на линзу падает широкий пучок лучей, и все они после линзы сходятся в одной точке-изображении. Где соберётся точка — задают направления лучей; насколько ярко — их количество. Эта пара мыслей и решает задачу.

Шаг 1. Строим изображение без картона (рис. 1)

Для точки $B$ берём два удобных луча: через оптический центр (идёт без преломления) и параллельный главной оптической оси (после линзы — через задний фокус). Их пересечение за линзой — точка $B'$ на экране. На построении показываем ход лучей и положение $B'$; так же строится и весь предмет.

Шаг 2. Закрываем центр линзы (рис. 2)

Теперь картон перекрывает центральные лучи (в том числе луч через оптический центр). Но работают периферийные лучи — те, что проходят через края линзы. По свойству линзы они от той же точки $B$ собираются всё в той же точке $B'$. Значит, изображение остаётся на прежнем месте и той же формы. Луч через центр для построения теперь рисовать нельзя — удобнее взять два краевых луча, но результат тот же.

Шаг 3. Что изменилось

Перекрыв центральную часть, мы убрали часть лучей пучка — в точку изображения приходит меньше света, картинка становится тусклее, но остаётся чёткой, целой и на месте. Подвох тот же, что и при закрытой половине: закрытая зона линзы не «вырезает» кусок изображения — каждую точку строит весь оставшийся пучок.

Ответ: изображение останется на прежнем месте и той же формы, но станет тусклее, так как часть лучей (центральных), участвовавших в построении, перекрыта картоном.