На главной оптической оси на расстоянии d = 80 см от тонкой собирающей линзы, фокусное расстояние которой F = 20 см, расположен точечный источник света. Радиусы кривизны обеих поверхностей линзы одинаковы. Линзу разрезали на две половины вдоль плоскости, перпендикулярной главной оптической оси, и симметрично сместили их на расстояние r = 4 см в направлении, перпендикулярном к главной оптической оси (рис. 169). Определите, на каком расстоянии друг от друга будут расположены изображения источника, полученные в половинках линзы.
от

1 Ответ

Дано:

- d = 80 см = 0.8 м (расстояние от источника света до линзы)
- F = 20 см = 0.2 м (фокусное расстояние линзы)
- r = 4 см = 0.04 м (расстояние, на которое раздвинуты половины линзы)

1. Сначала найдем расстояние от линзы до действительного изображения, используя формулу тонкой линзы:

1/f = 1/d + 1/D,

где f – фокусное расстояние, d – расстояние от источника света до линзы, D – расстояние от линзы до изображения.

Подставим известные значения:

1/0.2 = 1/0.8 + 1/D.

Вычислим 1/D:

1/D = 1/0.2 - 1/0.8.

Найдем общий знаменатель, который равен 1.6:

1/D = (4 - 1)/1.6 = 3/1.6.

Теперь найдём D:

D = 1.6/3 = 0.5333 м = 53.33 см.

Таким образом, действительное изображение находится на расстоянии приблизительно 53.33 см от линзы.

2. При разрезании линзы на две половины и их раздвигании на 4 см, каждая из половин будет создавать свое изображение.

Смещение изображения от каждой половины составит:

Δh = r * D / (D - r).

Теперь подставим значение r и D:

Δh = 0.04 * 0.5333 / (0.5333 - 0.04)

= 0.04 * 0.5333 / 0.4933 ≈ 0.04 * 1.0805 ≈ 0.0432 м.

Таким образом, получаем два изображения: одно смещенное вверх, другое вниз относительно оси. Расстояние между действительными изображениями равно сумме этих смещений:

Расстояние = 2 * Δh = 2 * 0.0432 м ≈ 0.0864 м = 8.64 см.

Ответ: расстояние между действительными изображениями источника света составляет приблизительно 8.64 см.
от