Каково расстояние между предметом и экраном, если предмет высотой 2,0 см закреплён на расстоянии L от экрана, а между ними перемещают тонкую собирающую линзу с фокусным расстоянием 10 см, при этом расстояние между положениями линзы A и B составляет 40 см? Также, как определить поперечное увеличение Г_A и высоту изображения h_A, когда линза находится в положении A?
Чтобы решить эту задачу, начнем с анализа данных, которые у нас есть. Мы знаем, что:
Сначала определим, что такое расстояние L между предметом и экраном. Это расстояние включает в себя расстояние от предмета до линзы (d_1) и от линзы до экрана (d_2). Таким образом, мы можем записать:
L = d_1 + d_2Теперь, когда линза перемещается, она изменяет расстояния d_1 и d_2. В частности, если линза перемещается на 40 см, то можно записать:
d_1(A) + d_2(A) = d_1(B) + d_2(B) = LПри этом, учитывая, что d_1(A) и d_1(B) отличаются на 40 см, можно записать:
d_1(B) = d_1(A) + 40 смТеперь, используя формулу линзы:
1/f = 1/d_1 + 1/d_2Мы можем выразить d_2 через d_1:
d_2 = L - d_1Подставим это в формулу линзы:
1/f = 1/d_1 + 1/(L - d_1)Теперь подставим известные значения:
1/10 = 1/d_1 + 1/(L - d_1)Эта уравнение можно решать для d_1. Но для нахождения L, нам нужно учесть, что при перемещении линзы мы меняем d_1 и d_2, и нужно учитывать, что d_1(A) + d_2(A) = d_1(B) + d_2(B) = L.
Теперь давайте перейдем к определению поперечного увеличения Г_A и высоты изображения h_A, когда линза находится в положении A. Поперечное увеличение определяется как:
Г = h'/h = -d_2/d_1где h' - высота изображения, h - высота предмета. Подставим известные значения:
Г_A = -d_2(A)/d_1(A)Теперь, чтобы найти высоту изображения h_A, используем формулу:
h_A = Г_A * hТаким образом, чтобы найти окончательные значения, нам необходимо решить уравнение для L, затем подставить значения d_1 и d_2, и, наконец, использовать их для вычисления поперечного увеличения и высоты изображения.