Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
На рисунке показаны оптический центр и оптическая ось собирающей линзы, а также ход двух лучей от светящейся точки А.

Определите оптическую силу линзы.
Правильный ответ
5
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем ход лучей в собирающей линзе, представленный на рисунке. Нам необходимо найти оптическую силу линзы , которая связана с фокусным расстоянием формулой .
1. Анализ рисунка и определение масштаба:
На рисунке указано, что сторона одной клетки соответствует . Переведем это значение в систему СИ: .
2. Определение положения предмета и изображения:
Светящаяся точка находится слева от линзы. Посчитаем расстояние от точки до плоскости линзы (горизонтальная ось): точка удалена от вертикальной оси линзы на клеток влево. Следовательно, расстояние от предмета до линзы .
Точка находится ниже главной оптической оси на клетки.
3. Поиск изображения точки :
Изображение точки находится на пересечении двух лучей после их преломления линзой. По рисунку видно, что преломленные лучи пересекаются в точке, которая находится справа от линзы на расстоянии клеток и выше главной оптической оси на клетки. Следовательно, расстояние от линзы до изображения .
4. Применение формулы тонкой линзы:
Согласно формуле тонкой линзы: .
Так как оптическая сила , мы можем записать: .
5. Расчет:
Подставим численные значения в метрах:
.
Альтернативный способ (через фокус):
Рассмотрим луч, идущий от точки параллельно главной оптической оси (нижний луч до линзы). После преломления в собирающей линзе такой луч обязательно проходит через задний фокус. На рисунке этот луч пересекает главную оптическую ось в точке, удаленной от центра линзы на клетки вправо. Значит, фокусное расстояние .
Тогда .
Дано:
Масштаб:
--------------------
Вычисления:
.
Ответ: 5
Источник: ФИПИ