Задание №10 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для решения задачи проанализируем представленный рисунок, на котором изображён ход лучей в собирающей линзе. Нам необходимо найти оптическую силу линзы $D$.

Дано:
По рисунку определим масштаб: одна клетка соответствует $2 \text{ см}$.
Переведём масштаб в систему СИ: $2 \text{ см} = 0,02 \text{ м}$.

Анализ рисунка и физические законы:
1. Оптическая сила линзы $D$ связана с её фокусным расстоянием $F$ формулой:
$D = \frac{1}{F}$, где $F$ выражено в метрах.
2. Вспомним правила построения изображений в линзах: луч, идущий параллельно главной оптической оси, после преломления в собирающей линзе проходит через её фокус.
3. На рисунке мы видим луч, выходящий из точки $B$ параллельно оптической оси. После прохождения через линзу этот луч пересекает главную оптическую ось в точке, которая и является фокусом линзы.

Вычисления:
1. Посчитаем по клеткам расстояние от оптического центра линзы (точка $O$) до точки пересечения преломлённого луча с главной оптической осью.
На рисунке видно, что это расстояние составляет ровно $2$ клетки.
2. Зная цену деления одной клетки, найдём фокусное расстояние $F$:
$F = 2 \text{ клетки} \cdot 2 \text{ см/клетку} = 4 \text{ см}$.
3. Переведём фокусное расстояние в метры:
$F = 4 \text{ см} = 0,04 \text{ м}$.
4. Рассчитаем оптическую силу линзы:
$D = \frac{1}{0,04 \text{ м}} = 25 \text{ дптр}$.

Проверка размерности:
$[D] = \frac{1}{[м]} = \text{ м}^{-1} = \text{ дптр}$. Результат соответствует искомой величине.

Ответ: 25 дптр

Источник: ФИПИ