Номер 3, страница 147 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какие изображения дает собирающая линза? От чего зависит вид изображения?

Какие изображения дает собирающая линза?

Собирающая линза способна формировать изображения, которые классифицируются по трем основным характеристикам:
• Действительное или мнимое. Действительное изображение создается в точке пересечения самих световых лучей после их прохождения через линзу; такое изображение можно спроецировать на экран. Мнимое изображение образуется в точке, где пересекаются воображаемые продолжения лучей (проведенные в обратном направлении); его нельзя получить на экране, но можно увидеть, глядя в линзу.
• Прямое или перевернутое. Прямое изображение имеет ту же пространственную ориентацию, что и сам предмет. Перевернутое изображение ориентировано "вверх ногами" по отношению к предмету.
• Увеличенное, уменьшенное или в натуральную величину. Размер изображения сравнивается с размером предмета.
Собирающая линза может давать почти все комбинации этих характеристик, создавая как действительные, так и мнимые изображения.

От чего зависит вид изображения?

Вид изображения, его характеристики и расположение полностью определяются положением предмета относительно линзы, а точнее, расстоянием от предмета до оптического центра линзы ($\text{d}$) в сравнении с её фокусным расстоянием ($\text{F}$).

Рассмотрим различные случаи:

1. Предмет находится на расстоянии, большем двойного фокусного расстояния ($d > 2F$):
Изображение получается действительным, перевернутым и уменьшенным. Оно формируется между фокусом ($\text{F}$) и двойным фокусом ($\text{2F}$) с противоположной стороны линзы.

2. Предмет находится в точке двойного фокусного расстояния ($d = 2F$):
Изображение получается действительным, перевернутым и равным предмету по размеру. Оно формируется в точке двойного фокуса ($\text{2F}$) с другой стороны линзы.

3. Предмет находится между фокусом и двойным фокусным расстоянием ($F < d < 2F$):
Изображение получается действительным, перевернутым и увеличенным. Оно формируется за точкой двойного фокуса ($\text{2F}$) с другой стороны линзы.

4. Предмет находится в фокусе линзы ($d = F$):
Лучи, выходящие из линзы, становятся параллельными друг другу. В этом случае изображение не формируется (или говорят, что оно уходит в бесконечность).

5. Предмет находится между линзой и её фокусом ($d < F$):
Изображение получается мнимым, прямым и увеличенным. Оно находится с той же стороны от линзы, что и предмет. Такой принцип используется в увеличительных стеклах (лупах).

Математически связь между расстоянием до предмета ($\text{d}$), расстоянием до изображения ($\text{f}$) и фокусным расстоянием ($\text{F}$) описывается формулой тонкой линзы: $$ {1 \over d} + {1 \over f} = {1 \over F} $$ По знаку и величине $\text{f}$ можно судить о характеристиках изображения.

Ответ:
Собирающая линза дает действительные или мнимые изображения. Вид изображения зависит от положения предмета относительно фокусного расстояния линзы ($\text{F}$).
• Если предмет находится дальше фокуса ($d>F$), изображение действительное и перевернутое. Его размер зависит от положения: уменьшенное при $d>2F$, равное при $d=2F$, увеличенное при $F<d<2f$.
• Если предмет находится в фокусе ($d=F$), изображение не формируется.
• Если предмет находится ближе фокуса ($d