Задание №19 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение.

Для ответа на вопрос задачи проанализируем, как оптическая сила линзы влияет на ход лучей и положение изображения.

1. Физический закон. Оптическая сила линзы $D$ связана с её фокусным расстоянием $F$ формулой: $D = \frac{1}{F}$. Чем больше оптическая сила линзы, тем меньше её фокусное расстояние, и тем сильнее она преломляет (собирает) лучи, проходящие через неё.

2. Применение к условию. Согласно формуле тонкой линзы: $\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$, где $d$ — расстояние от предмета до линзы, а $f$ — расстояние от линзы до изображения. По условию задачи расстояние $d$ (положение предмета и линзы) не меняется. Если мы заменяем линзу на другую с большей оптической силой $D$, то левая часть уравнения $\frac{1}{F}$ увеличивается. Чтобы равенство сохранилось при неизменном $d$, величина $\frac{1}{f}$ также должна увеличиться, а значит, расстояние $f$ уменьшится.

3. Анализ хода лучей. Так как линза с большей оптической силой сильнее преломляет лучи, они пересекутся ближе к линзе, чем раньше. Следовательно, четкое изображение предмета сформируется перед экраном (между линзой и экраном).

4. Вывод. Поскольку экран остается на прежнем месте, а лучи уже успеют пересечься и начать расходиться до того, как достигнут экрана, изображение на самом экране станет размытым (нерезким).

Ответ: Изображение на экране станет размытым (нерезким), так как четкое изображение переместится ближе к линзе и окажется перед экраном.

Источник: ФИПИ