Спираль лампочки расположена вблизи — Задание 15 ЕГЭ физика

Задание №15. Электродинамика. Установление Соответствия

Геометрическая Оптика

№2. Задание 15

ID: 00026056

Спираль лампочки расположена вблизи главной оптической оси тонкой рассеивающей линзы на расстоянии a от неё перпендикулярно этой оси, причём F < a < 2 F , где F – модуль фокусного расстояния линзы. Затем рассеивающую линзу заменили на собирающую с фокусным расстоянием F . Установите соответствие между видом линзы, использованной в опыте, и свойствами даваемого ею изображения.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ВИД ЛИНЗЫ СВОЙСТВА ИЗОБРАЖЕНИЯ А) линза рассеивающая Б) линза собирающая

1) действительное, перевёрнутое, увеличенное

2) мнимое, прямое, уменьшенное

3) действительное, прямое, увеличенное

4) мнимое, перевёрнутое, увеличенное А Б 1 2 3 4 1 2 3 4

Источник: ФИПИ

Решение

Спираль лампочки стоит вблизи главной оптической оси тонкой рассеивающей линзы на расстоянии a от неё, причём $F\lt a\lt 2F$ — то есть между фокусом и удвоенным фокусным расстоянием. Затем рассеивающую линзу заменяют на собирающую с тем же по модулю фокусным расстоянием F.

Рассеивающая линза никогда не даёт действительного изображения — при любом положении предмета оно получается мнимым, прямым и уменьшенным. Значит для линзы А (рассеивающей) подходит вариант 2) — мнимое, прямое, уменьшенное.

Для собирающей линзы важно, где находится предмет. Здесь предмет расположен МЕЖДУ фокусом и удвоенным фокусом ( $F\lt a\lt 2F$ ). В этом случае изображение получается за пределами удвоенного фокусного расстояния — действительным, перевёрнутым и увеличенным.

Значит для линзы Б (собирающей) подходит вариант 1) — действительное, перевёрнутое, увеличенное.

Итог: А — 2 (мнимое, прямое, уменьшенное), Б — 1 (действительное, перевёрнутое, увеличенное) — и всё сходится: рассеивающая линза всегда уменьшает и не переворачивает изображение, а собирающая линза при предмете между F и 2F даёт увеличенное перевёрнутое действительное изображение — классический случай проекции (как в фотоаппарате или проекторе).