Оптическая система состоит из двух собирающих линз с фокусными расстояниями 10 и 5 см, находящихся на расстоянии 35 см одна от другой. Предмет высотой 8 см расположен на расстоянии 25 см от первой линзы. Определите размер и расположение изображения, полученного с помощью такой системы.
от

1 Ответ

Дано:
Фокусные расстояния первой (f1) и второй (f2) линз: 10 см, 5 см
Расстояние между линзами (d): 35 см
Расстояние от предмета до первой линзы (u1): 25 см
Высота предмета (h): 8 см

Найти:
Размер и расположение изображения

Решение с расчетом:
1. Найдем положение и размер промежуточного изображения перед второй линзой.
   Используем формулу тонкой линзы для первой линзы:
   1/f1 = 1/v1 - 1/u1
   Где v1 - расстояние от первой линзы до промежуточного изображения.

   Решая уравнение для v1, получаем:
   1/v1 = 1/f1 + 1/u1
   1/v1 = 1/10 + 1/25
   1/v1 = 3/50
   v1 = 50/3
   v1 ≈ 16,67 см

2. Теперь найдем положение и размер окончательного изображения.
   Используем формулу тонкой линзы для второй линзы:
   1/f2 = 1/v2 - 1/u2
   Где u2 - расстояние от промежуточного изображения до второй линзы,
   v2 - расстояние от второй линзы до окончательного изображения.

   Расстояние от промежуточного изображения до второй линзы (u2) равно разности расстояния между линзами и расстояния до промежуточного изображения:
   u2 = d - v1
   u2 = 35 - 16,67
   u2 ≈ 18,33 см

   Решим уравнение для v2:
   1/v2 = 1/f2 + 1/u2
   1/v2 = 1/5 + 1/18,33
   1/v2 ≈ 0,2
   v2 ≈ 5 см

3. Определим размер изображения.
   Используем формулу увеличения:
   M = -v2 / u2
   M = -5 / 18,33
   M ≈ -0,27

4. Расположение изображения:
   Так как коэффициент увеличения M отрицательный, изображение будет перевернуто по вертикали.
   Изображение находится на расстоянии 5 см от второй линзы.

Ответ:
Размер изображения ≈ 0,27 раза выше, чем размер предмета, и перевернуто по вертикали, находится на расстоянии 5 см от второй линзы.
от