Задание №13 — Линзы. Оптическая сила линзы. Формула тонкой линзы

Решение:

По рисунку источник S лежит слева от линзы между фокусом и двойным фокусом: $F \lt d \lt 2F$, причём он смещён выше главной оптической оси.

Из формулы тонкой линзы $\frac{1}{F}=\frac{1}{d}+\frac{1}{f}$ получаем расстояние до изображения $f=\frac{dF}{d-F}$. При $F \lt d \lt 2F$ выполняется $f \gt 2F$, значит изображение действительное, лежит по другую сторону линзы (справа) дальше двойного фокуса.

Линейное увеличение $\Gamma=\frac{f}{d} \gt 1$, а действительное изображение в собирающей линзе перевёрнутое: если источник находится выше оси, то изображение оказывается ниже оси.

Тот же результат даёт построение: луч из S, идущий параллельно оси, после линзы проходит через задний фокус, а луч, прошедший через передний фокус, после линзы идёт параллельно оси; точка их пересечения и есть изображение.

Из отмеченных точек условию «справа от линзы, за двойным фокусом, ниже оси» удовлетворяет только точка 4: точка 1 лежит с той же стороны, что и источник, точка 2 расположена ближе двойного фокуса, точка 3 находится выше оси.

Ответ: 4