Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для нахождения изображения точечного источника света $S$ в собирающей линзе воспользуемся методом построения хода «удобных» лучей. Изображение находится в точке пересечения этих лучей (или их продолжений).

1. Первый луч: Проведём луч из точки $S$ параллельно главной оптической оси линзы. Согласно свойствам линзы, после преломления в собирающей линзе такой луч обязательно пройдёт через задний фокус $F$. Если мы мысленно проведём прямую от точки падения этого луча на линзу через фокус $F$ справа, мы увидим, что эта линия проходит через точку 4.

2. Второй луч: Проведём луч из точки $S$ через оптический центр линзы (точку $O$). Луч, проходящий через оптический центр тонкой линзы, не преломляется и идёт прямолинейно. Если соединить точку $S$ и точку $O$ прямой линией, то эта прямая также пройдёт через точку 4.

3. Анализ положения источника: Источник $S$ находится за двойным фокусным расстоянием ($d > 2F$). По правилам построения изображений в собирающей линзе, если предмет находится за $2F$, то его изображение будет действительным, перевёрнутым и уменьшенным, а располагаться оно будет на расстоянии между $F$ и $2F$ с другой стороны линзы. Точка 4 как раз находится под главной оптической осью (перевёрнутое изображение) и в указанном диапазоне расстояний по горизонтали.

Таким образом, точка 4 является местом пересечения лучей, вышедших из источника $S$, и представляет собой его изображение.

Ответ: 4