Точечный источник света находится перед тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием F1 = 6 см на расстоянии d1 = 9 см от нее. Позади этой линзы на расстоянии l = 6 см от нее находится рассеивающая линза с фокусным расстоянием |F2| = 18 см. Определите, на каком расстоянии от рассеивающей линзы находится изображение источника, сформированное системой линз, если главные оптические оси линз совпадают
от

1 Ответ

Дано:

- фокусное расстояние первой линзы F1 = 6 см = 0,06 м
- расстояние от источника света до первой линзы d1 = 9 см = 0,09 м
- расстояние между первой и второй линзой l = 6 см = 0,06 м
- абсолютное значение фокусного расстояния второй линзы |F2| = 18 см = 0,18 м

Найти: расстояние от рассеивающей линзы до изображения источника.

Решение:

1. Сначала найдем изображение, созданное первой (собирающей) линзой. Используем формулу для тонкой линзы:

1/F1 = 1/d1 + 1/s1,

где s1 – расстояние от первой линзы до изображения.

2. Подставим известные значения в уравнение:

1/0,06 = 1/0,09 + 1/s1.

3. Найдем 1/s1:

1/s1 = 1/0,06 - 1/0,09.

4. Приведем дроби к общему знаменателю:

1/s1 = (0,09 - 0,06) / (0,06 * 0,09) = 0,03 / 0,0054.

5. Упростим:

1/s1 ≈ 5.56.

6. Находим s1:

s1 ≈ 1 / 5.56 ≈ 0,18 м = 18 см.

7. Теперь определим, на каком расстоянии от второй линзы находится это изображение. Расстояние от первой линзы до второй составляет 6 см, поэтому расстояние от второй линзы до изображения будет:

d2 = l - s1 = 6 см - 18 см = -12 см.

8. Поскольку получилось отрицательное значение, это означает, что изображение находится с той же стороны, что и источник света, относительно второй линзы.

9. Теперь воспользуемся формулой для второй линзы (рассеивающей):

1/F2 = 1/d2 + 1/s2,

где s2 – расстояние от второй линзы до конечного изображения.

10. Используем значение d2 = -12 см:

1/0,18 = 1/(-0,12) + 1/s2.

11. Найдем 1/s2:

1/s2 = 1/0,18 + 1/0,12.

12. Приведем дроби к общему знаменателю:

1/s2 = (0,12 + 0,18) / (0,18 * 0,12) = 0,30 / 0,0216.

13. Упростим:

1/s2 ≈ 13.89.

14. Находим s2:

s2 = 1 / 13.89 ≈ 0,072 м = 7,2 см.

Ответ: расстояние от рассеивающей линзы до изображения источника составляет примерно 7,2 см.
от