Номер 5, страница 249 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Оптические явления. Параграф 60. Фотоаппарат. Вопросы - номер 5, страница 249.

Условие.

5. Можно ли сфотографировать предмет, расположенный между объективом и его фокусом? Почему?

Решение.

Решение

Сфотографировать предмет, расположенный между объективом и его фокусом, невозможно. Объектив фотоаппарата представляет собой собирающую линзу (или систему линз, работающую как одна собирающая линза). Для того чтобы получить фотографию, на светочувствительном элементе (матрице или плёнке) должно сформироваться действительное изображение предмета, то есть изображение, созданное сходящимися лучами света.

Рассмотрим, какое изображение даёт собирающая линза, когда предмет находится между линзой и её главным фокусом. Положение изображения можно определить с помощью формулы тонкой линзы:

$${1 \over d} + {1 \over f} = {1 \over F}$$

где $\text{d}$ — расстояние от предмета до линзы, $\text{f}$ — расстояние от линзы до изображения, а $\text{F}$ — фокусное расстояние линзы.

По условию задачи, предмет находится между фокусом и линзой, то есть $d < F$. Выразим из формулы расстояние до изображения $\text{f}$:

$${1 \over f} = {1 \over F} - {1 \over d} = {d - F \over d \cdot F}$$

Поскольку $d > 0$ и $F > 0$, знаменатель $(d \cdot F)$ является положительным числом. Так как по условию $d < F$, разность в числителе $(d - F)$ будет отрицательной. Следовательно, вся дробь будет отрицательной, а значит, и расстояние до изображения $\text{f}$ будет отрицательным ($f < 0$).

Отрицательное значение расстояния до изображения означает, что изображение является мнимым. Мнимое изображение формируется на той же стороне линзы, что и сам предмет, и образуется не самими лучами, а их воображаемыми продолжениями, которые расходятся после прохождения через линзу. Такое изображение нельзя спроецировать на экран или светочувствительный элемент фотоаппарата. Мы можем увидеть его, только посмотрев на предмет через линзу (именно по такому принципу работает лупа). Поскольку на матрицу фотоаппарата не могут попасть сходящиеся лучи света от предмета, действительное изображение не формируется, и, следовательно, сделать фотографию невозможно.

Ответ: Нет, сфотографировать предмет, расположенный между объективом и его фокусом, нельзя. Это связано с тем, что в таком положении собирающая линза (объектив) создаёт не действительное, а мнимое изображение, которое невозможно зафиксировать на светочувствительном элементе (матрице или плёнке).