Определите отношение оптических сил двух тонких линз, если известно, что при расположении свечи на расстоянии d1 от одной из них на экране получается изображение с линейным увеличением Г1 = 4, а при расположении свечи на расстоянии d2 = 2d1 от другой линзы размер изображения уменьшается вдвое.
от

1 Ответ

Дано:
- Линейное увеличение первой линзы Г1 = 4
- Расстояние от первой линзы d1 (неизвестно)
- Расстояние от второй линзы d2 = 2d1
- Линейное увеличение второй линзы Г2 = 1/2 (размер изображения уменьшается вдвое)

Найти:
- Отношение оптических сил двух тонких линз F1 и F2.

Оптическая сила линзы определяется как:

S = 1/F,

где F – фокусное расстояние линзы.

Решение:

Сначала найдем расстояние от линзы до изображения для первой линзы. Используем формулу увеличения:

Г1 = d'1 / d1,

где d'1 – расстояние от линзы до изображения, которое можно выразить как:

d'1 = Г1 * d1 = 4 * d1.

Теперь мы можем использовать формулу тонкой линзы:

1/F1 = 1/d1 + 1/d'1.
Подставим значения:

1/F1 = 1/d1 + 1/(4 * d1).
Объединим дроби:

1/F1 = 1/d1 + 1/(4d1) = (4 + 1)/(4d1) = 5/(4d1).
Следовательно,

F1 = 4d1/5.

Теперь перейдем ко второй линзе. Для второй линзы, где расстояние от предмета d2 = 2d1 и изображение уменьшается вдвое:

Г2 = d'2 / d2,
1/2 = d'2 / (2d1),
d'2 = d2 / 2 = (2d1) / 2 = d1.

Теперь используем формулу тонкой линзы для второй линзы:

1/F2 = 1/d2 + 1/d'2.
Подставим значения:

1/F2 = 1/(2d1) + 1/d1.
Объединим дроби:

1/F2 = 1/(2d1) + 1/d1 = (1 + 2)/(2d1) = 3/(2d1).
Следовательно,

F2 = 2d1/3.

Теперь найдем отношение оптических сил S1 и S2:

S1/S2 = (1/F1) / (1/F2) = F2/F1.

Подставляем найденные значения:

S1/S2 = (2d1/3) / (4d1/5).

Упрощаем:

S1/S2 = (2/3) * (5/4) = 10/12 = 5/6.

Ответ:
Отношение оптических сил двух тонких линз составляет 5/6.
от