С помощью тонкой линзы ** экране получено увеличенное изображение предмета,...

0 голосов
220 просмотров

С помощью тонкой линзы на экране получено увеличенное изображение предмета, расположенного перпендикулярно главной оптической оси линзы. Определите увеличение линзы, если расстояние между предметом и экраном в 4.5 раза больше фокусного расстояния линзы.


Физика (5.6k баллов) | 220 просмотров
Дан 1 ответ
0 голосов

Дано:

Соотношение: d + f = 4,5F.

Найти нужно линейное увеличение: \Gamma\;-\;?

Решение:

0. Так как полученное изображение предмета увеличенное, то можно отметить, что image 1" alt="\Gamma > 1" align="absmiddle" class="latex-formula">.

1. Уравнение тонкой линзы: \boxed{\;\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}\;}

2. Формула линейного увеличения: \boxed{\;\Gamma = \dfrac{f}{d}\;}.

Имеем три уравнения, включая то, что в дано. Решаем систему.

\begin{cases}d + f = 4,5F,\\\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f},\\\Gamma = \dfrac{f}{d};\end{c}\Longleftrightarrow\;\;\begin{cases}d + f = 4,5F,\\F = \dfrac{fd}{d + f},\\f = \Gamma d;\end{c}\Longleftrightarrow\;\;\begin{cases}d + \Gamma d = 4,5F,\\F = \dfrac{\Gamma d^2}{d + \Gamma d};\end{c}\Longleftrightarrow\;\;

\Longleftrightarrow\;\;\begin{cases}F = \dfrac{d + \Gamma d}{4,5},\\F = \dfrac{\Gamma d^2}{d + \Gamma d};\end{c}\Longleftrightarrow\;\;\dfrac{d + \Gamma d}{4,5} = \dfrac{\Gamma d^2}{d + \Gamma d};\\\\\\

(d + \Gamma d)^2 = 4,5\Gamma d^2;\\d^2+ \Gamma^2d^2 + 2\Gamma d^2 - 4,5\Gamma d^2 = 0\;|:d^2;\\1 + \Gamma^2 - 2,5\Gamma = 0\;|\cdot2;\\2\Gamma^2 - 5\Gamma + 2 = 0.\\D = [b^2 - 4ac] = (-5)^2 - 4\cdot2\cdot2 = 25 - 16 = 9 = 3^2;\\\Gamma_{1,2} = \left[\dfrac{-b\pm\sqrt{D}}{2a}\right] = \dfrac{5\pm3}{4} = \left[\begin{array}{c}2,&0,5.\end{array}

Получены два значения: \Gamma_1 = 2\;\;\text{u}\;\;\Gamma_2 = 0,5.

Вспоминаем условие (0): image 1" alt="\Gamma > 1" align="absmiddle" class="latex-formula">.

Таким образом ответ однозначен: \Gamma = 2.

Ответ: 2.

(18.1k баллов)
0

Умничка ты <3