Какое расстояние между изображением и линзой, если расстояние между предметом и линзой составляет 30 см, а собирающая линза имеет оптическую силу 2 диоптрия и изображения прямые?

Физика 11 класс Оптика расстояние между изображением и линзой расстояние между предметом и линзой собирающая линза оптическая сила линзы изображения прямые физика 11 класс Оптика линзы диоптрии формула линзы Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать формулу линзы и понятие оптической силы линзы.

Шаг 1: Определение необходимых параметров.

• Расстояние между предметом и линзой (d1) = 30 см.
• Оптическая сила линзы (F) = 2 диоптрия.

Шаг 2: Преобразование оптической силы в фокусное расстояние.

Оптическая сила линзы (F) связана с её фокусным расстоянием (f) по формуле:

F = 1/f

Где F измеряется в диоптриях, а f в метрах. Чтобы найти фокусное расстояние, мы можем преобразовать эту формулу:

f = 1/F

Подставим значение оптической силы:

f = 1/2 = 0.5 метра = 50 см.

Шаг 3: Использование формулы линзы для нахождения расстояния между изображением и линзой.

Формула линзы выглядит следующим образом:

1/f = 1/d1 + 1/d2

Где:

• d1 - расстояние от предмета до линзы (30 см).
• d2 - расстояние от линзы до изображения (это то, что мы ищем).

Теперь подставим известные значения в формулу:

1/50 = 1/30 + 1/d2

Шаг 4: Решение уравнения.

Сначала найдем общий знаменатель:

1/50 - 1/30 = 1/d2

Общий знаменатель для 50 и 30 будет 150:

(3 - 5) / 150 = 1/d2

-2/150 = 1/d2

Теперь найдем d2:

d2 = -150/2 = -75 см.

Шаг 5: Интерпретация результата.

Знак минус указывает на то, что изображение образуется с той же стороны, что и предмет, что соответствует условию, что изображение прямое. Таким образом, расстояние между изображением и линзой составляет 75 см.

Ответ: Расстояние между изображением и линзой равно 75 см.