Линза, зеркало под углом 60° (30°) и экран
6/10Оптическая система состоит из тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием \(F = 18\) см, небольшого плоского зеркала и экрана Э (см. рис.). Плоскость зеркала составляет угол \(60^\circ\) с главной оптической осью линзы. Расстояние между линзой и зеркалом \(20\) см. Муха \(S\) пересекает линию \(AB\), находясь на расстоянии \(52\) см от зеркала, двигаясь перпендикулярно \(AB\) и имея скорость \(v = 9\) см/с.

На каком расстоянии от линзы надо поместить экран для наблюдения резкого изображения мухи?
Найдите скорость изображения на экране.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаСначала найдите изображение мухи в плоском зеркале, потом рассмотрите его как предмет для линзы, на экран попадает действительное изображение, создаваемое линзой. Скорость изображения в зеркале равна скорости мухи, поперечное увеличение линзы \(\Gamma = f/d\).
Ответ1) \(f = 24\) см; 2) \(u = 3\) см/с.
РешениеОбозначим \(b = 52\) см, \(c = 20\) см.
1) Изображение \(S_1\) мухи в зеркале будет на расстоянии \(b = 52\) см от зеркала, попадает на главную оптическую ось линзы и находится на расстоянии \(d = b + c = 72\) см от линзы. Изображение в линзе попадает на экран на расстоянии \(f = \dfrac{dF}{d - F} = 24\) см от линзы. Итак, расстояние между линзой и экраном \(f = 24\) см.
2) Скорость изображения в зеркале равна скорости мухи \(v\). Скорость изображения в линзе (на экране) \(u = \Gamma v\). Здесь \(\Gamma = \dfrac{f}{d}\) — поперечное увеличение. У нас \(\Gamma = \dfrac{1}{3}\). Скорость на экране \(u = \dfrac{1}{3}v = 3\) см/с.
Похожие задачи
- Две линзы: фокус второй линзы и отношение изображений Физтех 2008/09, 11 кл.
- Линза и плоское зеркало: положение и скорость изображения Физтех 2014/15, 11 кл.
- Микроскоп Санкт-Петербургская 2015/16, 9 кл.
- Линза и зеркало Санкт-Петербургская 2021/22, 11 кл.
- Две линзы, одна из которых движется Физтех 2022/23, 11 кл.
- Зеркало за линзой МОШ 2022/23, 11 кл.