С помощью собирающей линзы получили на экране изображение плоской квадратной рамки, плоскость которой перпендикулярна главной оптической оси линзы. Расстояние от плоскости рамки до линзы 0,3 м. Площадь изображения в 4 раза больше площади рамки. Определить фокусное расстояние линзы. Ответ дать в единицах СИ.
Пусть S - площадь рамки, S' - площадь изображения рамки, f - фокусное расстояние линзы.
По условию, S' = 4S, то есть 4S = L^2, где L - длина стороны квадрата изображения.
Так как изображение рамки на экране получается за счет преломления световых лучей через линзу, то справедливо следующее соотношение: 1/f = 1/v + 1/u, где f - фокусное расстояние линзы, v - расстояние от изображения до линзы, u - расстояние от объекта до линзы.
Так как плоскость рамки перпендикулярна главной оптической оси линзы, то u = -0,3 м, v = -0,3 м.
Из геометрии квадрата изображения следует, что: L^2 = (2f)^2, L = 2f.
Таким образом, получаем: 4S = (2*f)^2, f^2 = S, f = sqrt(S).
Так как S = 0,3 * 0,3 = 0,09 м^2, то фокусное расстояние линзы равно: f = sqrt(0,09) = 0,3 м.
Пусть S - площадь рамки, S' - площадь изображения рамки, f - фокусное расстояние линзы.
По условию, S' = 4S, то есть 4S = L^2, где L - длина стороны квадрата изображения.
Так как изображение рамки на экране получается за счет преломления световых лучей через линзу, то справедливо следующее соотношение:
1/f = 1/v + 1/u,
где f - фокусное расстояние линзы, v - расстояние от изображения до линзы, u - расстояние от объекта до линзы.
Так как плоскость рамки перпендикулярна главной оптической оси линзы, то u = -0,3 м, v = -0,3 м.
Из геометрии квадрата изображения следует, что:
L^2 = (2f)^2,
L = 2f.
Таким образом, получаем:
4S = (2*f)^2,
f^2 = S,
f = sqrt(S).
Так как S = 0,3 * 0,3 = 0,09 м^2, то фокусное расстояние линзы равно:
f = sqrt(0,09) = 0,3 м.
Ответ: фокусное расстояние линзы равно 0,3 м.