Предмет расположен на расстоянии d = 50 см от тонкой линзы с оптической силой D = 2,5 дптр. Во сколько раз увеличится изображение предмета, если предмет приблизить к линзе на расстояние Δd = 5,0 см?
от

1 Ответ

Дано:
- Расстояние от предмета до линзы d = 50 см = 0.50 м
- Оптическая сила линзы D = 2.5 дптр
- Изменение расстояния Δd = 5.0 см = 0.05 м

Найти:
- Во сколько раз увеличится изображение предмета при новом расстоянии.

Решение:

Сначала найдем фокусное расстояние f линзы, используя формулу для оптической силы:

D = 1/f.

Отсюда:

f = 1/D = 1/2.5 = 0.4 м.

Теперь определим новое расстояние d' от предмета до линзы после перемещения:

d' = d - Δd = 0.50 м - 0.05 м = 0.45 м.

Теперь используем формулу тонкой линзы для определения расстояния от линзы до изображения d2 для начального расстояния d и нового расстояния d':

1/f = 1/d + 1/d2,

где d – расстояние от предмета до линзы, а d2 – расстояние от линзы до изображения.

Для первого случая (d = 0.50 м):

1/f = 1/0.50 + 1/d2,
1/0.4 = 1/0.50 + 1/d2.

Теперь решим это уравнение:

1/0.4 = 2 + 1/d2,
2.5 = 2 + 1/d2.

Переносим 2 на другую сторону:

0.5 = 1/d2,
d2 = 1/0.5 = 2 м.

Теперь найдем увеличение G1 для первого случая:

G1 = -d2 / d1 = -2 / 0.50 = -4.

Теперь перейдем ко второму случаю, когда предмет расположен на расстоянии d' = 0.45 м:

1/f = 1/d' + 1/d2',
1/0.4 = 1/0.45 + 1/d2'.

Решаем это уравнение:

1/0.4 = 2.222 + 1/d2',
2.5 = 2.222 + 1/d2'.

Переносим 2.222 на другую сторону:

0.278 = 1/d2',
d2' = 1/0.278 ≈ 3.60 м.

Теперь найдем увеличение G2 для второго случая:

G2 = -d2' / d' = -3.60 / 0.45 ≈ -8.

Теперь мы можем найти, во сколько раз увеличилось изображение. Для этого сравним G2 с G1:

G2 / G1 = (-8) / (-4) = 2.

Ответ:
Изображение увеличится в 2 раза.
от