Номер 3, страница 229, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

3. Почему при фотографировании сам предмет помещают за двойным фокусом?

3. Основной задачей объектива фотоаппарата является создание изображения фотографируемого объекта на светочувствительной поверхности (матрице или фотоплёнке). Чтобы изображение можно было зафиксировать на этой поверхности, оно должно быть действительным, то есть сформированным в месте схождения световых лучей. Кроме того, в подавляющем большинстве случаев (кроме макросъёмки) мы фотографируем объекты, которые значительно больше по размеру, чем светочувствительный элемент камеры. Следовательно, получаемое изображение должно быть не только действительным, но и уменьшенным.

Рассмотрим, как формируется изображение с помощью собирающей линзы (которой, по сути, является объектив фотоаппарата) в зависимости от положения предмета. Это описывается формулой тонкой линзы $ \frac{1}{d} + \frac{1}{f} = \frac{1}{F} $, где $\text{d}$ — расстояние от предмета до линзы, $\text{f}$ — расстояние от линзы до изображения, а $\text{F}$ — фокусное расстояние линзы.

Согласно законам геометрической оптики, собирающая линза даёт действительное, перевёрнутое и уменьшенное изображение только в одном случае: когда предмет находится на расстоянии, превышающем двойное фокусное расстояние ($d > 2F$). В этом случае изображение формируется между фокусом и двойным фокусом с другой стороны линзы ($F < f < 2F$). Именно такое уменьшенное изображение и проецируется на матрицу или плёнку фотоаппарата.

Если же поместить предмет между фокусом и двойным фокусом ($F < d < 2F$), то изображение будет действительным, но увеличенным, что используется в проекторах. А если поместить предмет ближе фокусного расстояния ($d < F$), изображение станет мнимым, как при использовании лупы.

Таким образом, для получения на небольшой матрице чёткого и уменьшенного изображения большого или удалённого объекта, его необходимо располагать за двойным фокусом объектива.

Ответ: При фотографировании предмет помещают за двойным фокусом объектива, потому что только в этом случае собирающая линза создаёт действительное, перевёрнутое и, что самое важное для фотографии, уменьшенное изображение, которое может поместиться на небольшой площади светочувствительного элемента (матрицы или плёнки).