Решите задачу по физике Предмет расположен на расстоянии 14 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 12 см. На каком расстоянии от линзы находится изображение предмета? Какова оптическая сила линзы? (Ответ дайте в сантиметрах, с точностью до десятых.) Постройте изображение и опишите его.
Для решения данной задачи воспользуемся формулой тонкой линзы:
[ \frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i} ]
где:
( f ) — фокусное расстояние линзы (в данном случае ( f = 12 ) см),( d_o ) — расстояние от предмета до линзы (в данном случае ( d_o = 14 ) см),( d_i ) — расстояние от линзы до изображения (зависит от поиска).
Подставим известные значения в формулу:
[ \frac{1}{12} = \frac{1}{14} + \frac{1}{d_i} ]
Теперь найдем значение ( \frac{1}{d_i} ).
Сначала преобразуем уравнение:
[ \frac{1}{d_i} = \frac{1}{12} - \frac{1}{14} ]
Для выполнения вычитания необходимо привести дроби к общему знаменателю. Общий знаменатель для 12 и 14 равен 84:
Изображение предмета находится на расстоянии ( 84 ) см от линзы.Оптическая сила линзы составляет примерно ( 8.3 ) дпт.
Описание изображения:
Изображение будет действительным, увеличенным и перевернутым, так как предмет находится за фокусом линзы. В данном случае, так как ( d_o > f ), изображение можно разместить за линзой, оно будет находиться на расстоянии в 84 см от линзы.
Для решения данной задачи воспользуемся формулой тонкой линзы:
[
\frac{1}{f} = \frac{1}{d_o} + \frac{1}{d_i}
]
где:
( f ) — фокусное расстояние линзы (в данном случае ( f = 12 ) см),( d_o ) — расстояние от предмета до линзы (в данном случае ( d_o = 14 ) см),( d_i ) — расстояние от линзы до изображения (зависит от поиска).Подставим известные значения в формулу:
[
\frac{1}{12} = \frac{1}{14} + \frac{1}{d_i}
]
Теперь найдем значение ( \frac{1}{d_i} ).
Сначала преобразуем уравнение:
[
\frac{1}{d_i} = \frac{1}{12} - \frac{1}{14}
]
Для выполнения вычитания необходимо привести дроби к общему знаменателю. Общий знаменатель для 12 и 14 равен 84:
[
\frac{1}{12} = \frac{7}{84}, \quad \frac{1}{14} = \frac{6}{84}
]
Теперь можем осуществить вычитание:
[
\frac{1}{d_i} = \frac{7}{84} - \frac{6}{84} = \frac{1}{84}
]
Теперь найдем ( d_i ):
[
d_i = 84 \text{ см}
]
Теперь, чтобы найти оптическую силу линзы ( D ), воспользуемся формулой:
[
D = \frac{1}{f} \quad \text{(в метрах)}
]
Переведем фокусное расстояние в метры:
[
f = 12 \, \text{см} = 0.12 \, \text{м}
]
Теперь подставим в формулу:
[
D = \frac{1}{0.12} \approx 8.33 \, \text{дпт} \, (дпт = \text{диоптрия})
]
В результате:
Изображение предмета находится на расстоянии ( 84 ) см от линзы.Оптическая сила линзы составляет примерно ( 8.3 ) дпт.Описание изображения: Изображение будет действительным, увеличенным и перевернутым, так как предмет находится за фокусом линзы. В данном случае, так как ( d_o > f ), изображение можно разместить за линзой, оно будет находиться на расстоянии в 84 см от линзы.