Тема . №25 Геометрическая оптика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.02 Формула тонкой линзы

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 геометрическая оптика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#65205

Квадрат со стороной a= 20  см расположен в плоскости главной оптической оси тонкой собирающей линзы с оптической силой D = 2  дптр так, что его стороны параллельны плоскости линзы (см. рисунок). Расстояние от дальней стороны квадрата до плоскости линзы d1 = 90  см. Определите площадь изображения квадрата в линзе. Сделайте рисунок, на котором постройте изображение квадрата в линзе, указав ход всех необходимых для построения лучей.

PIC

Источники: Демоверсия ЕГЭ 2026

Показать ответ и решение

Пусть вершины квадрата обозначены через ABCD  , тогда AB = AD  =a  . Фокусное расстояние линзы равно

     1     1
F = D-=  2 дптр-=0,5 м= 50 см

Для построения изображения квадрата необходимо провести лучи AO  , BO  и луч параллельно главной оптической оси   AB  , который при преломлении в линзе пройдёт через фокус линзы. Аналогично для лучей CO  , DO  и DC  . На рисунке они не показаны. но в силу симметрии предмета относительно главной оптической оси изображение точек также будет симметрично относительно главной оптической оси. В результате получим изображение A1B1C1D1  квадрата ABCD  .

PIC

Из рисунка d2 = d1− a= 90 см − 20 см= 70 см  .

Запишем формулу тонкой линзы:

1 + 1-= 1,
d   f   F

где d  – расстояние от линзы до предмета, f  – расстояние от линзы до изображения.

Тогда для точки A  :

 1   1   1         Fd1    50 см ⋅90 см
d1 + f1-= F-⇒ f1 = d1-− F-= 90-см−-50 см-= 112,5 см

Для точки B  :

1    1   1        F d2    50 см ⋅70 см
d2 + f1 = F-⇒ f2 = d2−-F-= 70-см−-50 см = 175 см

Значит, высота трапеции

h =f2− f1 = 175 см − 112,5 см = 62,5 см

Стороны A1D1  и B1C1  можно найти из увеличений линзы. Оно равно:

Γ 1 = A1D1-= f1-⇒ A1D1 = f1AD = 112,5 см-⋅20 см = 25 см
     AD     d1          d1       90 см

    B1C1   f2          f2     175 см
Γ 2 =-BC-= d2 ⇒ B1C1 = d2BC = -70-см-⋅20 см =50 см

Тогда площадь трапеции:

    A1D1 + B1C1     25 см +50 см
S = -----2-----⋅h = -----2-----⋅62,5 см ≈ 2344 см2
Ответ:

          2
S ≈ 2344 см

Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: сделан требуемый рисунок, формула тонкой линзы, формула связи фокусного расстояния и оптической силой линзы);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования и

расчёты, приводящие к правильному числовому ответу

(допускается решение «по частям» с промежуточными

вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения

искомой величины

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

физические законы, закономерности, и проведены необходимые

преобразования, но имеется один или несколько из следующих

недостатков

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения),

но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися

формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!