Тонкие Линзы — Задание 13 ЕГЭ по физике №00043057

Справа от собирающей линзы под главной оптической осью стоит точечный источник $S$ — ровно под отметкой $2F$. Нужно выбрать его изображение из точек 1–4.

Расстояние от источника до линзы $d=2F$. Найдём расстояние до изображения по формуле тонкой линзы: $$\dfrac{1}{f}=\dfrac{1}{F}-\dfrac{1}{2F}=\dfrac{1}{2F}\ \Rightarrow\ f=2F$$ Изображение тоже на двойном фокусе, но по другую сторону линзы, а увеличение $\dfrac{f}{d}=1$.

Изображение действительное, а значит, перевёрнутое: источник под осью — изображение над осью, на той же высоте. Слева над отметкой $2F$ стоит точка 2.

Остальные отпадают: точка 1 под осью (не перевёрнута), точка 3 у отметки $F$ (не то расстояние), точка 4 справа — с той же стороны, что и источник.

Проверим построением: луч из $S$ через центр линзы уходит вверх-влево, луч, параллельный оси, после линзы проходит через левый фокус. Они пересекаются над отметкой $2F$ слева — в точке 2.