Задание №13 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения данной качественной задачи проанализируем, как формируется изображение в линзе и на что влияет перекрытие её части.

1. Размер изображения.
Изображение предмета в линзе создаётся за счёт преломления световых лучей, исходящих от каждой точки предмета. Положение изображения и его размеры определяются формулой тонкой линзы: $\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$, где $F$ — фокусное расстояние линзы, $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — расстояние от линзы до изображения. Линейное увеличение линзы рассчитывается по формуле: $\Gamma = \frac{f}{d}$.
Когда мы закрываем половину линзы (верхнюю или нижнюю), фокусное расстояние линзы $F$ не меняется, так как не меняется кривизна поверхностей линзы и материал, из которого она изготовлена. Расстояние $d$ от предмета до линзы также остаётся прежним. Следовательно, расстояние $f$ и увеличение $\Gamma$ остаются неизменными. Каждая точка предмета по-прежнему проецируется в ту же самую точку пространства, просто за счёт меньшего количества лучей. Таким образом, размер изображения не изменится (цифра 3).

2. Яркость изображения.
Яркость изображения зависит от количества световой энергии (светового потока), которое попадает в точку изображения от соответствующей точки предмета. Световой поток прямо пропорционален площади открытой части линзы, через которую проходят лучи.
Если закрыть верхнюю половину линзы чёрной бумагой, площадь поверхности, пропускающей свет, уменьшится в два раза. Следовательно, в каждую точку изображения $A_1 B_1$ будет приходить в два раза меньше световых лучей, чем раньше. Это приведёт к тому, что изображение станет менее освещённым. Таким образом, яркость изображения уменьшится (цифра 2).

Вывод:
Размер изображения — не изменится (3).
Яркость изображения — уменьшится (2).

Ответ: 32

Источник: ФИПИ