Что произойдёт с изображением, даваемым линзой, если верхнюю половину линзы закрасить чёрной краской?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Из любой точки предмета в любую точку образа можно провести луч через оптический центр и через нижнюю половину. Поэтому изображение останется целым, того же размера и в том же месте. Исчезнут только лучи, шедшие через верх, — освещённость упадёт примерно вдвое.
Почему не ровно вдвое и не одинаково? Предмет конечного размера: из верхней точки в линзу смотрит конус, смещённый вверх, из нижней — вниз. Верхняя половина линзы забирает у верхней части стрелки-предмета чуть больше половины её лучей, у нижней — чуть меньше. Поэтому освещённость образа верхней части предмета упадёт несколько сильнее, чем в два раза, нижней — несколько слабее.
Искушение сказать «закрасили верх — пропадёт верх картинки» очень велико, и оно неверное. Изображение точки строится любым пучком, прошедшим линзу: достаточно нижней половины, чтобы из каждой точки предмета провести луч через оптический центр и ещё один — через открытый край. Поэтому стрелка на экране останется целой, того же размера и в том же месте. Исчезнут только лучи верхней полулинзы, и поток упадёт примерно вдвое.
Почему «примерно» и почему верх предмета темнеет сильнее низа? Предмет конечный. Из верхней точки стрелки конус лучей, идущих в линзу, смещён вверх: верхняя половина забирала у этой точки больше половины света. Из нижней точки — наоборот. Поэтому освещённость образа «головы» стрелки падает чуть больше чем в 2 раза, «ног» — чуть меньше. Для точечного предмета на оси деление ровно пополам, асимметрия исчезает. Закройте пол-очков пальцем: мир не обрежется, только потемнеет — та же оптика.