Оптика — Задание 19 ОГЭ по физике №00048719

Что тут происходит: глаз рыбы, как и наш, должен давать резкое изображение на сетчатке — светочувствительном слое глазного дна. Но наводит он резкость иначе: хрусталик не меняет форму, а передвигается вперёд-назад. Нужно понять, в какую сторону, когда предмет становится ближе.

Шаг 1 — модель. Хрусталик — собирающая линза. Раз форма его не меняется, фокусное расстояние $F$ постоянно. Сетчатка — экран, на котором должно получиться изображение.

Шаг 2 — куда уходит изображение при приближении предмета. Вспомним построение изображений в собирающей линзе. Предмет далеко — изображение получается чуть дальше фокуса. Предмет в двойном фокусе — изображение тоже в двойном фокусе, то есть дальше от линзы. Предмет между фокусом и двойным фокусом — изображение ещё дальше, за двойным фокусом. Итак, чем ближе предмет к линзе, тем дальше от неё резкое изображение. То же видно из формулы тонкой линзы

$$\dfrac{1}{F}=\dfrac{1}{d}+\dfrac{1}{f}:$$

при уменьшении расстояния до предмета $d$ слагаемое $\dfrac{1}{d}$ растёт, значит, $\dfrac{1}{f}$ уменьшается и расстояние до изображения $f$ растёт.

Шаг 3 — что должен сделать хрусталик. Чтобы изображение по-прежнему попадало на сетчатку, расстояние от хрусталика до глазного дна должно стать больше. Глазное дно на месте, значит, хрусталик сдвигается от него — вперёд, по направлению к предмету.

Вывод: при приближении рыбы к предмету хрусталик смещается по направлению к предмету.

Проверим себя на фотоаппарате: чтобы резко снять близкий предмет, объектив выдвигают вперёд, дальше от матрицы, — тот же способ наводки. У человека иначе: хрусталик остаётся на месте, но становится выпуклее, и его фокусное расстояние уменьшается.