ID: 00017305
Фокусное расстояние тонкой собирающей линзы равно F. На главной оптической оси слева от линзы на расстоянии a=2{,}5F от неё находится точечный источник света. Горизонтальная ось Ox совпадает с главной оптической осью линзы (см. рисунок). Выберите все верные утверждения.
Источник: ФИПИ
Везде работает формула линзы \dfrac{1}{F}=\dfrac{1}{a}+\dfrac{1}{b}, откуда b=\dfrac{aF}{a-F}. Достаточно подставлять разные a и сравнивать получившееся b с исходным a=2{,}5F. А два последних пункта — на понимание, что такое оптическая сила и ось симметрии линзы.
1) При a=2{,}5F изображение на b\gt a — НЕВЕРНО. b=\dfrac{2{,}5F\cdot F}{2{,}5F-F}=\dfrac{2{,}5F}{1{,}5}\approx1{,}67F. Это меньше a=2{,}5F. Логично: предмет дальше двойного фокуса, значит изображение ближе двойного фокуса, то есть ближе предмета.
2) Расстояние уменьшили на F, стало a=1{,}5F — изображение на b\gt a — ВЕРНО. b=\dfrac{1{,}5F\cdot F}{1{,}5F-F}=\dfrac{1{,}5F}{0{,}5}=3F. Это больше a=2{,}5F. (Теперь предмет между F и 2F — изображение получается дальше двойного фокуса.)
3) Расстояние стало 3{,}5F — изображение на b\gt a — НЕВЕРНО. b=\dfrac{3{,}5F\cdot F}{3{,}5F-F}=\dfrac{3{,}5F}{2{,}5}=1{,}4F. Это меньше a=2{,}5F — предмет ещё дальше, изображение ещё ближе.
4) Сдвиг линзы перпендикулярно оси — оптическая сила не меняется — ВЕРНО. Оптическая сила D=1/F — это собственная характеристика линзы (форма стекла и его материал). Подвинули линзу вбок — стекло то же самое, значит и сила та же.
5) Поворот линзы вокруг оптической оси даёт поворот изображения на 2\alpha — НЕВЕРНО. Главная оптическая ось — это ось симметрии линзы. Крутим линзу вокруг неё — круглая линза выглядит абсолютно так же, ничего не меняется, и изображение точки на оси остаётся на месте. Никакого поворота на 2\alpha нет.
Ответ: 24